山洪截流沟过水断面的分段法设计探讨

详细分析了影响截留泡过水断面的主要因素,提出了采用分段法设计断面的原理及方法。这种新的设计方法,不仅考虑到了暴雨强度和集雨面积,还考虑了过水断面的流量变化和抗冲能力,设计出的断面将沿流向随集雨面积的增加而增大,改变了过去断面首届宽度一致的不合理开挖状况,既保持了我流沟的原有功能,又可使过水断面不冲不淤,还具有开挖量小、占地少的优点。因此,采用分段法设计截流泡过水断面是可行的,有一定实用推广价值。     

基于速度矩守恒的离心泵节能蜗壳断面几何参数求解

螺旋形蜗壳是离心泵的基本压水室形式,降低蜗壳中的流动损失是提高泵效率的重要措施。分析表明,蜗壳各轴面断面的周长是决定蜗壳中水力损失的重要因素。在传统的蜗壳设计方法中,并未重视蜗壳湿周与蜗壳水力损失的关系,也未将改善蜗壳断面几何特征作为产生节能产品的设计目标。该文以速度矩守恒原理为依据,在保证蜗壳断面入口无显著扩散的条件下,提出了实现蜗壳断面最小湿周的理念与实现方法。利用等面积图形中圆具有最小周长的几何特征,该文给出了与现行蜗壳断面有区别的断面确定原则,并根据断面要求通过的不同流量形成了2种减小断面湿周的断面新结构。由于这种断面几何参数没有解析解,该文给出了它们详尽的数值求解方法与过程。事实证明,该文提出的方法对改善泵效率有积极效果,在设计点附近的提高幅度均达到1.6%。该文设计的断面蜗壳有望成为实现改善泵效率这一预期目标的可行结构。     

二分之五次方抛物线形明渠设计及提高水力特性效果

为提高抛物线形断面的水力特性,增加输水能力,该文提出了一种二分之五次(以下简称2.5次)方抛物线形渠道断面,推导其水力断面特性。将湿周用高斯超几何函数表示后,将水力最优断面的最优化模型转换为关于宽深比的一元方程,得到2.5次方抛物线形渠道水力最优断面的解析解,其最优宽深比为2.088 3。比较结果表明,2.5次方抛物线形断面较常规抛物线形断面具有更好的水力学特性。与平方、半立方抛物线形断面比较,在相同水深条件下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流能力更大。相反,在相同流量下,2.5次方抛物线形水力最优断面的过流面积、湿周、水深更小。2.5次方抛物线形水力最优断面的建造成本与其他2种断面相比是最小的。进一步地,为便于工程应用,基于高斯勒让德算法,提出2.5次方抛物线形断面的三点和四点格式近似湿周算法。结果表明,四点格式近似算法具有较高精度。研究可为明渠设计提供理论依据。     

平底悬链线形明渠水力最优断面求解

断面设计是渠道设计的重要内容之一,适宜的渠道断面不仅能够增加过流能力,提高输水效率,减小输水损失,还能降低建造成本。该文提出了一种具有平底和悬链线形侧边的明渠断面。这种断面将平底和悬链线侧边平滑连接,既具有平底断面建造容易、灵活,管护方便,底部容易压实,侧边和平底可以用不同材料建造(以降低成本)等优点,也具有悬链线形断面过流能力大、无应力集中拐角、不宜渗漏、防冻胀能力强,耐久性好等优点,可广泛应用于大、中、小型渠道及寒区,具有良好的实用价值。推导了过流面积、湿周、水面宽度等水力断面特性计算公式。提出了一个更简单的正常水深的迭代算法。基于拉格朗日乘子法,推导出了平底悬链线形明渠的水力最优断面,结果表明其水力最优断面的底宽与水深比、水面宽与水深比、底宽与形状系数比、水面宽度与形状系数比、形状系数与水深比均为常数:宽深比等于0.405,形状系数与水深比等于0.474,水面宽与水深的比值为2.112,底宽与形状系数的比值为0.855。与现有平底断面(梯形、平底抛物线形、平底半立方抛物线形)进行了比较,结果表明,在过流面积或湿周一定的情况下,平底悬链线形断面的过流能力最大,相反,在流量一定的情况下,平底悬链线形断面的过流面积、湿周、水面宽度是最小的。与传统的悬链线形渠道进行了比较,增加平底后,在同等条件下,平底悬链线形渠道水力最优断面的过流能力不仅没有降低,反而增加了,意味着其经济性也优于传统的悬链线断面。研究为平底悬链线形渠道设计提供理论支撑。     

基于底栖动物完整性指数的洞庭湖典型断面的水质评价

2010年在枯水期、平水期、丰水期对洞庭湖的7个典型断面进行了大型底栖无脊椎动物采样,共获得底栖动物40种,其中节肢动物16种、软体动物18种,环节动物6种。根据Shannon-Wiener物种多样性指数确定了4个相对清洁的断面和3个污染断面,然后进行23种生物指数的综合评估,结果表明,（甲壳动物＋软体动物）分类单元数、Shannon-Wiener物种多样性指数与Goodnight-Whitley指数3个底栖动物生物指数可以用作辨别洞庭湖典型断面水质的敏感生物指数。通过5、3、1记分法对3种生物指数统一量纲后,获得变化范围为3～15的综合生物指数,运用四分法划分出洞庭湖典型断面水质辨别的生物基准：3～6,差;7～9,一般;10～12,好;13～15,很好。据此对7个断面进行重新记分,获得了洞庭湖典型断面水质的基本分区现状：虞公庙、万子湖、目平湖3个断面的水质良好,而鹿角、坡头、南嘴及东洞庭湖4个断面的水质较差。该水质生物学基准基本适合评价洞庭湖典型断面的水质状况。     

渭河干流陕西段综合治理前后的水质变化与趋势

[目的]讨论渭河干流陕西段综合整治项目启动以来河道水质的变化趋势,检验整治工程的治理成效,为后续河道的污染防治提供一定技术支持。[方法]基于2010—2016年渭河干流陕西段主要监测断面的水质数据进行水质综合评价,应用Mann-Kendall检验法阐述水质变化趋势,运用重标极差分析法(R/S分析法)查明水质的未来变化趋势。[结果]2016年渭河干流陕西段河道水污染已由2010年的重度污染转为轻度污染,劣Ⅴ类水质断面比例减少了58.8%,Ⅳ—Ⅴ类断面比例增加了55.5%,Ⅰ—Ⅲ类断面占比保持平稳;宝鸡市、咸阳市、西安市和渭南市4个出境断面枯水期化学需氧量(COD)、NH3-N浓度普遍高于丰水期,治理后西安市出境断面污染削减最为显著,但是西安市出境断面仍然是4个断面中污染最为严重的断面;4个出境断面NH3-N浓度均呈现高度显著下降趋势且未来持续性较强;咸阳、西安、渭南市出境断面COD浓度呈显著下降趋势,但是未来持续性较弱,宝鸡市出境COD浓度呈不显著上升趋势且会延续。[结论]综合治理后,河道污染程度明显减轻,水质变化明显,但部分断面污染物浓度有上升趋势,需引起特别关注。     

不同测流断面固化方案下断面冲淤变化物理模型试验分析

对4种测流断面固化方案下断面冲淤变化进行物理模型试验分析。分析结果表明:固化3个有坎断面下,其断面冲淤变化最小,断面水位流量关系呈现单值化,为最优的断面固化方式。     

主成分分析在河流水质综合评价中的应用

采用主成分分析法（PCA）,对大沽夹河流域水质进行了定量化综合评价。结果表明:流域水质具有明显的区域差异,在14个典型监测断面中,福山水闸下和新夹河桥2个监测断面水质污染较为严重,宫家岛等4个断面水质较好,其余断面水质良好。就全流域而言,水质污染程度不是很严重,基本满足功能区的要求。     

河岸植被缓冲带完整性及恢复措施——以北京市密云水库上游潮白河流域为例

通过对潮白河流域22个断面的调查分析,根据潮白河河道断面形态、河岸土地利用类型及岸坡坡度等条件,将潮白河河道断面划分为:U形+缓坡、U形+陡坡、U形+陡坎、V形+陡坡和漫滩型,并对潮白河河岸植被缓冲带完整性进行了评价。结果显示,潮河河段内植被缓冲带完整性较差,以次不完整状况为主;白河河段内河岸植被缓冲带状况相对较好,大部分调查断面内植被缓冲带为基本完整及完整状态。针对潮白河河岸植被缓冲带存在的问题,提出了潮白河流域不同河岸带断面类型植被缓冲带的恢复对策。     

基于基流保证率法的泾河流域生态基流计算

为使我国北方生态基流得到更好的保障，提出了基流保证率法。从河川径流的组成以及生态基流的来源入手，结合生态基流的含义和功能，对径流资料进行年内展布，划分丰水期、平水期、枯水期，以保证率的方式来确保不同水期生态基流的需求。以泾河干流及其支流马莲河为例，应用该方法计算了泾河流域不同断面的生态基流，泾河干流上泾河源断面为0.16～0.65 m³/s,杨家坪断面为2.76～8.03 m³/s,景村断面为7.47～18.23 m³/s,张家山断面为9.03～21.76 m³/s;支流马莲河上洪德断面为0.02～0.82 m³/s,庆阳断面为0.95～2.76 m³/s,雨落坪断面为1.99～6.07 m³/s。与几种传统水文学方法相比，该方法计算的生态基流既能保障生态系统的基本需求又不挤占其他用水量，并且各断面生态基流的保障程度基本都能达到90%以上。     

黄土地区水窑窖设计参数与施工技术研究

应用岩土稳定理论 ,分析了黄土地区水窑窖的合理断面形状 ,提出水窑主要几何参数矢跨比的计算公式。探讨了我国分布的黄土力学性质分区规律和水窑施工技术 ,并对典型地区水窑矢跨比的合理取值进行了计算 ,旨在为黄土水窑规范化建设提供参考     

三峡库区忠县向斜内部滑坡空间分布特征

[目的]对三峡库区忠县向斜内部滑坡空间分布特征进行研究,为该区地质灾害防治工作的开展提供理论依据。[方法]在详细野外地质调查研究的基础上,应用构造地质学相关理论,以三峡库区忠县向斜为研究重点,对忠县向斜构造与滑坡分布特征之间的关系进行了深入研究。[结果]忠县向斜局部构造可以划分为3个区段,分别为北部忠县向斜与万县向斜复合区段、中部忠县向斜主体区段和南部忠县向斜与SN向构造复合区段。[结论]滑坡主要分布于北部和南部区段,主体区段滑坡规模较小;每个区段滑坡空间演化特征具有各自的特点,与局部构造特征改变相对应。     

NJS-1型植保直流闭口式风洞设计与试验

针对农药雾滴飘移特性研究的需要,依照流体力学、空气动力学及相似理论设计了NJS-1型植保低速风洞。该风洞型式为直流闭口式,主要由进气段、动力段、过渡段、扩散段、稳定段、收缩段及试验段等部分组成,采用理论计算确定各段结构,风洞总体尺寸为20 m×2.7 m×4.3 m(长×宽×高);动力段流道型式为R+S级,叶轮直径1.2 m,叶片数为8,后导叶叶片宽度0.18 m,叶片数为7;扩散段为大角度扩散,扩散角40°;稳定段采用六角形蜂窝器和两层阻尼网组合设计;试验段长度为7.5 m,出口截面尺寸为1.8 m×1.2 m(高×宽)。通过性能试验测定了风洞试验段气流品质,试验结果表明:试验段风速1.0~10 m/s连续可调,气流动压稳定系数小于1.5%,气流紊流度小于1%;同时在1.0~9.0 m/s风速下测定试验段入口截面风场均匀性,表明随着风速的增加,风场的风速分布更加均匀。该文为进一步研究植保风洞的结构设计和飘移试验参数优化提供依据。     

连栋温室钢结构框架稳定设计方法

在生产性连栋温室的结构设计中,稳定性分析是设计的关键,中国目前主要采用工业与民用建筑中传统的钢结构稳定性设计理论进行结构分析,既不能真实反映出温室这种薄壁小截面结构的真实力学反应特征,也增加了温室用钢量。该文利用当前钢结构稳定设计的最新理论研究和实践成果,在详细分析传统的计算长度系数法和修正计算长度系数法利弊的基础上,针对生产性连栋温室钢结构所具有的等高、有侧移失稳时具有整体失稳的特性,通过理论分析和大量的有限元计算比较,提出了一种能够考虑柱与柱相互作用的修正计算长度系数法和层稳定系数法。在当前温室中柱和边柱普遍采用不同截面的情况下,利用该文的方法对温室钢结构框架进行设计,可以取得较好的技术和经济效果。     

NK-1型可移动式风蚀风洞洞体设计

针对土壤风蚀研究的需求,依据空气动力学要求设计了NK-1型可移动式风蚀风洞。该风洞由进气段、动力段、过渡段、转角段、稳定段、收缩段、实验段和扩散段组成,总高2456mm,全长15900mm,能量比0.41。该风洞主要特点为:进气口为双扭线形唇口;转角段为20°仰角设计;稳定段采用六角形蜂窝器和两层阻尼网组合设计;实验段风速为0.3～20m/s连续可调;尾部扩散段扩散角为20°。最后运用Fluent6.3流体模拟软件,对空风洞实验段纵截面的气流速率分布、静压分布进行了模拟,满足设计要求。     

青藏高速公路危险物品运输环境风险评价及应急对策

[目的]分析青藏高速公路水环境敏感路段危险物品运输环境风险,制定相应的预防和应急对策。[方法]在识别青藏高速公路沿线水环境敏感路段基础上,运用概率估算法预测危险物品运输环境风险。[结果]青藏高速公路水环境敏感路段长477.48 km,占路线全长的42.77%,其中强敏感区路段89.52 km,中敏感区路段221.49 km,弱敏感区路段166.47 km;青藏高速公路在预测年内危险物品运输车辆的交通事故概率较小,其平均发生概率为0.162 5～1.176 0次/a,危险物品运输事故环境污染风险在不同敏感路段排序为:中敏感区路段强敏感区路段一般路段弱敏感区路段;通过完善公路污染防治与应急措施以及对危险物品运输车辆的管理与监控,能有效地降低危险物品运输事故造成的环境污染风险。[结论]青藏高速公路水环境敏感路段占研究路段比重大,在危险物品交通运输过程中采取污染防止措施和应急措施可以有效降低青藏高速公路危险物品运输环境风险。     

坡面侵蚀泥沙来源立体分布研究

采用REE-INAA方法,采取沿坡面分层分段的新型试验布设方法,研究次降雨条件下坡面侵蚀泥沙来源立体分布规律。结果表明:坡面侵蚀形态演变过程可划分为面蚀、细沟发育和细沟稳定3个阶段。细沟侵蚀是坡面侵蚀产沙的主要原因,试验中的细沟侵蚀产沙量约为面蚀产沙量的9.9倍。可以利用侵蚀产沙贡献率来表征不同试验区域产沙量对总产沙量贡献作用的大小。处于坡面底部的Eu区和Yb区是面蚀量最大区域,其侵蚀产沙贡献率分别为3.1%和3.3%。处于坡面底部的Nd区和Ce区是细沟侵蚀量最大区域,其侵蚀产沙贡献率分别为42.8%和37.5%。坡面中下部是坡面侵蚀泥沙来源的主要区域。     

雅砻江-安宁河并流段水沙及养分空间差异分析

为了解人类活动影响下的流域泥沙及养分分布情况,以雅砻江及其一级支流安宁河为研究对象,选择雅砻江—安宁河并流段为研究区,沿河流纵向选取6个断面,并对断面垂向与横向进行含沙量及氮磷浓度的监测,分析不同流域水沙沿程变化及养分空间分布特征。结果表明:(1)安宁河含沙量整体大于雅砻江并流段,2条河流中下游的含沙量均大于上游,总体沿程增加。在泥沙断面垂向分布上,雅砻江无明显分层现象;安宁河分层现象明显,表现出底层＞表层＞中层的规律。在泥沙断面横向分布上,除安宁河中下游为左侧分布外,安宁河上游及雅砻江并流段均表现为右侧分布。雅砻江并流段泥沙断面均匀性总体优于安宁河。(2)雅砻江TN、TP整体均显著小于安宁河流域,且雅砻江—安宁河并流段氮磷空间分布在断面垂向和断面横向上均存在显著差异。(3)雅砻江并流段TN、TP浓度与含沙量呈线性正相关,其中断面横向拟合度优于断面垂向,且TN与含沙量的相关性高于TP;而安宁河则是断面垂向拟合度大于断面横向,TP与含沙量的相关性高于TN。