基于kinect的隧道三维重建技术及其应用研究

为解决传统地质素描技术在隧道中施作效率低、数据不连续且原始数据难以再现的问题,采用基于kinect传感器和kintinuous算法的隧道岩体三维重建方法,基于物理模型试验,确定三维重建过程中光源、TSDF立方体等主要参数指标,将模型试验重建误差控制在1.9%~2.5%,并将该参数指标应用于现场试验,重建出良好的隧道三维模型。结果表明,该方法在重建模型的全局鲁棒性和细节还原方面较好,具有可视化程度高、数据连续性强、操作简易等优点,有效改善了传统地质素描对裂缝、结构面等数据记录不够准确和不完善的问题。     

人工沙滩在堤后次生波作用下的稳定性试验

基于波浪泥沙物理模型,考虑不同水位条件、不同重现期的波浪作用以及复坡和单坡2种不同坡度的沙滩坡面,对斯里兰卡科伦坡港口人工沙滩的冲淤情况及稳定性进行试验研究。结果表明,在次生波作用下,沙滩出现了不同程度的冲刷,沙滩剖面出现冲刷的主要部位一般位于水面线以下的波浪破碎带内,但当波浪条件增大时,人工沙滩剖面在水面线以上也呈普遍冲刷状态。在试验工况范围内,外海水位越高,波高、周期越大,防波堤堤后的次生波越大,所造成的沙滩剖面变形越大,冲刷深度越大。复坡和单坡2种不同坡度方案滩面泥沙在次生波作用下的冲淤部位基本相似,剖面稳定性相当。     

振荡浮子式波能俘获装置模型试验研究

针对目前波浪能发电装置能量转化效率较低的问题,设计并制作了圆台形浮子作为能量摄取机构,采取物理模型试验方法,对浮子周围的波浪场要素、俘能系统所受水平波浪力和浮子垂向加速度等进行了同步测量,研究了入射波波高、周期和浮子初始吃水深度等因素对俘能系统工作性能的影响.结果表明:浮子系统所受水平波浪力和垂向加速度与入射波波高成正相关,与周期呈负相关;波陡一定时,适当增加浮子初始吃水对浮子系统所受水平波浪力具有正向激励作用,对浮子垂向加速度影响较小;大波高条件下,俘能装置吸收效率随波陡增加而增加;小波高时,装置吸收效率随波陡增加先增加后减小;波陡较大时,浮子入水截面半径的变化对俘能系统吸收效率影响较大;随着波陡减小,浮子浸没深度对俘能系统吸收效率影响程度增强.     

长江上游九龙滩航道整治方案及效果分析*

船舶吨位提高、大型港口作业区发展需要提升长江上游九龙坡—朝天门河段航道等级。为满足这一需求,通过物理模型试验研究九龙滩航道整治方案,使该河段航道尺度由Ⅲ级（2.7 m×50 m×560 m,水深×航宽×弯曲半径）提升为Ⅰ级（3.5 m×150 m×1 000 m）。分析工程实施后的效果得出：1）九龙滩滩段整治后航道尺度满足设计要求,航道条件趋近一般航道,航宽足以正常会让船舶。2）彻底解决了九龙滩滩段弯曲、狭窄、水流急的状况,水流由以前的泡漩状态改善为现在的稳流状态。3）船舶明显更易控制,通过弯道更加安全。     

向家坝日调节对中嘴码头运行的影响

为分析向家坝水电站日调节运行对下游中嘴码头通航水流条件的影响，建立1：100正态物理模型，对向家坝水电站典型日调节工况进行模拟，分析日调节非恒定流引起的中嘴码头水域流速、水位和比降等通航水力要素的变化过程，同时结合流场分布资料和自航船模试验，研究日调节对船舶航行以及进出港靠泊的影响。结果表明，电站按照拟定的水位变幅进行日调节时，码头河段水位变幅未超过电站运行调度规程允许值，水流条件满足船舶航行要求，船舶可以正常进出港靠泊作业，对码头运行影响较小。研究成果可为电站日调节调度运行提供参考。     

跨江大桥对天星洲尾演变的影响及护滩对策

天星洲是长江下游的江心洲，拟建常泰长江大桥北侧桥墩布设与天星洲尾相毗邻。通过物理模型试验，研究常泰长江大桥的建设对天星洲尾演变的影响。结果表明，常泰长江大桥建设后，天星洲尾冲刷幅度较工程前有所增加，不利于天星洲夹槽的稳定，需要对天星洲尾进行护滩守护。与潜堤高程较高的护滩方案相比，低潜堤方案引起天星洲沙尾附近流速增幅稍小，幅度一般在0.03 m/s以内，引起天星洲夹槽流速减幅稍小，幅度一般在0.02 m/s以内，更有利于天星洲尾的稳定和七圩临时航道的水深维护。工程实施可守护天星洲尾，七圩临时航道桥位下游附近略有冲刷，有利于航道水深维护。     

临涣船闸下游引航道优化设计

临涣船闸位于临涣节制闸南侧，上距省界李口集约30.0 km,下距南坪闸31.5 km,下游引航道连接段位于转弯河段，弯道转角约75°。受此地形影响，河道主流贴右岸凸嘴进入下游主河槽，使引航道连接段与凹岸之间形成逆时针回流，对引航道水流有压迫作用，局部主流宽度显著束窄。通过物模试验可知，河道主流对引航道口门区内水流形成较为明显的剪切，导致口门区内形成较大范围的回流，长度近350 m。由于回流区较长，形成多个复杂的异向回流组合流态，水流条件十分复杂，因此需提出相应的工程措施加以改善。通过河槽疏浚、增加隔流潜堤，有效地解决了下游引航道水流流态不佳、横向流速超标较大、口门区回流强度较大、回流流速无法满足规范要求的问题。     

复杂河道边界条件下新建船闸布置方案及运行方式

袁河为赣江一级支流，中下段属丘陵与平原过渡段，河道蜿蜒曲折，平均比降0.2‰,洪水涨落较快。拟建龙尾洲枢纽为袁河航道提升工程最后1座梯级，坝址上下游为连续弯道，且有挑流凸嘴和多处边滩，复杂的河道边界给船闸方案的布置带来困难。本文建立龙尾洲枢纽整体物理模型，开展船闸通航水流条件试验，指出在现有边界条件以及规范要求20 a一遇洪水条件下，船闸难以达到安全通航，因此研究改善措施，结合袁河洪水特点，给出了适合船舶航行的水闸调度方式和最大通航流量，为工程设计和管理提供了依据。在洪水历时较短的河流上建设高等级船闸时，在满足过闸货运量的基础上，建议采用最大通航流量管理运行，优化设计隔流墙、靠船墩和导航墙，保证通航安全，节约投资成本。     

南京以下12.5 m深水航道通州沙河段完善工程物理模型研究

南京以下12.5 m深水航道一期、二期工程总体取得了良好的整治效果，针对通州沙局部区段未完全稳定、新开沙还在持续冲刷后退等问题，为进一步稳定航道开展了后续完善工程的研究，采用定床物理模型试验的方案对完善工程实施后的流场进行研究。研究结果表明：完善工程方案的水动力轴线在南通水道和通州沙东水道进口处均有一定程度的向东北偏移，工程方案使得通州沙堤线的涨潮越堤流量和新开沙—裤子港沙之间串沟的越堤落潮量大幅度减小。完善工程方案实施后天生港—龙爪岩河段落潮平均流速以增加为主，且普遍覆盖现有航道位置，落潮动力以及落潮输沙能力增强，因此工程可以达到稳定沙体和改善航道维护条件的整治目标。     

鄱阳湖水利枢纽航道通航水流条件及优化措施试验研究*

针对鄱阳湖水利枢纽通航水流条件是否满足通航安全要求展开研究，建立鄱阳湖入江水道星子—湖山段物理模型，对鄱阳湖水利枢纽一期围堰阶段现状航道、二期围堰及运营期设计航道各典型工况下的通航水流条件进行试验研究。首先通过物理模型试验验证航道内是否产生不良流态；其次针对航道内出现的不良流态提出相应优化措施并进行方案比选；最后对优化后航道内通航水流条件进行试验验证以确保船舶安全通航。模型试验主要结论：二期围堰及运营期设计航道在大流量工况下存在上游口门区横向流速超标及下游锚地段生成大尺度回流等问题。通过实施调整上游隔流堤形式，航道右侧浅滩开挖，下游锚地段下移等措施后，设计航道各工况下水流条件均满足通航安全要求。