杭州三堡排涝泵站排水口防护方案优化研究

杭州三堡排涝泵站作为与京杭运河主要交通枢纽-杭州三堡船闸相结合的大型水利枢纽工程,在工程设计过程中必须科学合理处理好两者间的关系。以二线船闸下游引航道作为研究对象,通过物理模型试验方法研究分析了大流量排涝时航道内水流流态和流速分布情况以及河床的冲淤变化,在此基础上对航道防护方案进行优化,达到了减少泵站施工期和运行期对航道的不利影响和保证航道安全、节约投资等目的。     

杭州八堡泵站泵前航道安全调度研究

杭州八堡排水泵站为扩大杭嘉湖南排重大水利工程,也是京杭运河沟通钱塘江第二通道的关键性节点工程,设计排涝流量200 m~3/s,为大(1)型排涝泵站。由于泵站进水口与八堡船闸引航道交汇布置,泵站运行对进水口附近通航水流条件及航道冲刷产生影响。通过建立泵站及泵前航道平面二维数学模型,计算分析了泵站不同运行工况下进水口附近流速流态分布情况,提出了满足泵前航道安全的调度运行方式。     

基于水动力耦合模型的平原地区排涝规划

针对滨海平原感潮河网地区水系流态复杂、受边界条件和工程调度影响显著的特点,遵循充分发掘水系调蓄能力、多闸联调和水闸优先抢排的原则,对感潮河网和湖泊分别构建一维和二维水动力数学模型,利用2种模型模拟水位、流量相等的条件,对一维和二维水动力数学模型进行耦合.以辽东湾新区水系排涝规划为例,对4种设计方案进行了分析对比,得出了河道断面和排涝闸门规模.结果表明：方案一和方案二中,河道断面尺寸不变时,排涝闸门规模偏小,造成上游水位偏高;方案三和方案四中,排涝闸门规模不变时,扩大河道断面尺寸对域内水位影响不大.从排涝能力和经济等角度综合考虑,选取方案四为最优方案.计算结果较好地反映了滨海平原感潮河网地区河道断面尺寸和排涝闸门规模对排涝能力的影响,可为区域工程设计和制定排涝方案提供技术保障.     

杭州三堡排涝泵站上游河道冲刷计算与分析

杭州三堡排涝泵站是国内规模最大排涝泵站之一,工程充分利用京杭运河作为排水通道,实现已有资源的有效利用,但必须处理好排涝与航道安全两者的关系。通过建立泵站上游河道水流数学模型,计算上游代表水位站点拱宸桥水位在1.6~3.6 m,泵站排涝流量为50~200 m3/s间的各种工况条件下的流速情况,建立了拱宸桥水位、排涝流量与河道沿程典型断面近底层流速关系,并对主要河段河床质取样进行颗分试验,分析河道典型断面河床冲刷情况。通过计算分析认为在已有河道条件下,水深是影响河床冲刷与否的关键性因素,因此需要按不同水深控制泵站排涝流量,以保证河床稳定和河岸安全。     

不受潮汐影响城镇圩区排涝泵站群常规调度方案优化

为降低不受潮汐影响城镇圩区排涝泵站群常规调度能耗,提出了排涝总能耗最小单目标选优和圩区内(外)河水位限制多目标去劣的优化方法。为圩区排涝泵站群常规调度确定若干种典型排水条件组合,对每组排水条件,以泵站为试验因素、各泵站不同的运行规则为试验水平、不同运行规则组合下的最小运行能耗为试验结果开展正交试验;对试验结果开展正交分析获得各泵站从优到劣不同运行规则组合序列。对每组运行规则序列,根据各泵站排水能力限制,应用动态规划法可获得圩区泵站群最低排涝能耗及对应的各泵站开机方案;对最低排涝能耗排序可获得圩区泵站群优化运行方案序列,进一步应用圩区内(外)河水位限制条件可获得圩区泵站群某排水条件下最优调度方案。以上海市城区某区域为实例,阐明了优化计算全过程,优化计算结果比现行调度方案的排涝能耗至少可节省6%。     

株洲航电库区小型排涝泵站群机组选型研究

针对株洲航电库区14座排涝泵站的水位变幅大、扬程变化范围宽问题,经过多种方案的分析和论证,决定在部分泵站采用高、低扬程机组,以适应不同外江水位时泵站安全和经济运行的需要.同时为降低工程投资、便于设备的维护和管理,对同一泵站不同的机组采用同一安装尺寸和相同的机电设备.经过这种优化,不仅给泵站的设计和施工带来便利,而且避免了泵站在今后的运行、维护和管理中可能出现的种种弊病.     

洞庭湖区城西垸排涝泵站出水池设计运行水位确定方法商榷

按照《泵站设计规范》（GB50265-2010）的要求,排水泵站出水池设计运行水位应取承泄区5a～10a一遇洪水的排水时段平均水位。本文根据对洞庭湖区城西垸水文气象特征、雨洪遭遇和排涝工程现状等具体条件的分析研究,得出城西垸排涝泵站出水池设计运行水位宜采用泵站所在地10a一遇历年最大3日暴雨相应3日平均水位并参考泵站所在地警戒水位的结论,对于洞庭湖及类似地区排涝泵站规划设计和运行调度方案的确定具有指导和借鉴意义。     

基于大系统分解协调技术的中小型圩区除涝排水规划探讨

以某圩区为例,依据中小型圩区排涝泵站的特点,以排涝泵站开机机组耗电费用最少为目标函数,以各时段机组开机台数为决策变量,特定排水标准下的排水水量为约束条件.采用大系统分解协调的方法,探讨了在满足特定排涝设计标准下该圩区内排涝泵站最优运行方式,对提高圩区排涝泵站管理水平,减少运行费用有一定的指导作用.     

南水北调兴隆水利枢纽导流工程水毁原因分析及处理

南水北调兴隆水利枢纽是南水北调中线工程唯一一座新建大型河川枢纽.坝址区地质构造上部为30 m左右的粉细砂,下部为30 m左右的砾卵石,底部为泥岩和砂岩,覆盖层厚达60余m,透水性强,抗冲刷能力较低.本工程采用分期导流方式.一期围右岸,在围堰围护下,进行右侧泄水闸、电站厂房及船闸等主体工程施工,导流明渠及左岸高漫滩过流,明渠通航;二期采用土石坝体直接截断明渠,进行过水土坝的施工,由已完建的泄水闸泄流,船闸通航.导流工程的安全运行是本工程成败的关键,阐述了导流工程投入运行情况和防洪度汛情况,总结了防洪度汛经验、分析了导流工程存在的问题及改进措施,为导流工程设计、运行提供了参考意见.     

株洲航电库区小型排涝泵站群机组

针对株洲航电库区14座排涝泵站的水位变幅大、扬程变化范围宽问题，经过多种方案的分析和论证，决定在部分泵站采用高、低扬程机组，以适应不同外江水位时泵站安全和经济运行的需要。同时为降低工程投资、便于设备的维护和管理，对同一泵站不同的机组采用同一安装尺寸和相同的机电设备。经过这种优化，不仅给泵站的设计和施工带来便利，而且避免了泵站在今后运行、维护和管理中可能出现的种种弊病。     

Hydraulic model investigation of downstream erosion of large regulators: a case study

Flow conditions, which could not be explained, occurred in the stilling basin and outfall channel of the Feni Regulator sited at the western end of the Feni River closure dam. This regulator controls outflows from the upstream reservoir which supplies irrigation water to Muhuri Project in Bangladesh. Analysis of flood discharge data revealed that the design discharge for the structure was not exceeded; yet abnormal scour occurred in the outfall channel and the brick block rip-rap placed thereon was damaged. A model study was conducted to understand the causes of such unusual local erosion downstream of the stilling basin and to provide answers to two main questions:

-Is potential scour serious in terms of the stability of the structure?

-What protection measures could be taken to stabilize the scour at a safe level?

Using a 1:30 scale model, the probable maximum scour was simulated, and the performance of alternative rip-rap designs including that of the existing one were examined. The results of this study supplemented by field scour data collected during subsequent flood seasons indicated that even if the flow rate through the regulator approaches the design flood discharge, the downstream scour is not likely to extend up to an elevation of ? 10.7 m, a scour level observed in the previous year at a lower discharge. It also showed that the existing rip-rap blocks were marginally undersized and consequently the rip-rap was prone to failure if flow conditions departed from uniform. A suitable method of scour protection downstream of the stilling basin at the regulator exit also evolved from the study.     

大型灯泡式贯流泵CFD计算

大型灯泡式贯流泵在国内的研究与运用远远滞后于水轮机,导致国内低扬程泵站的选型一直突破不了传统的结构模式。为了研究解决国内低扬程泵结构选型问题,结合南水北调东线工程的蔺家坝泵站大型灯泡贯流泵,对适用低扬程工况的大型灯泡式贯流泵结构形式、流道水力损失、压力分布、流速分布进行了流体数值计算,并与模型试验作了比较。结果表明,流体数值计算的结果与试验数据非常接近,这为今后国内低扬程泵站设计选型提供了参考。     

水面蒸发对南水北调江苏段调水效率的影响

为了掌握南水北调东线江苏境内工程输水河道和调蓄湖库水面蒸发损失水量,及其所造成的泵站机组损失功率,了解水面蒸发对工程调水效率的影响,分析比较了适用于工程所在地区的水面蒸发量计算模型和计算公式,计算了工程沿线输水河道和调蓄湖库的水面蒸发量,分析了工程水面蒸发量的时间和空间分布特征.通过积分,计算了水面蒸发造成的各梯级泵站的流量损失和输入功率损失,求解并分析了水面蒸发对整个江苏段工程调水效率的影响.结果表明：工程沿线水面年蒸发量自南向北、西北方向逐渐递增;蒸发量夏季最高,冬季最低;全线平均水面年蒸发量为862.2 mm.洪泽湖、骆马湖、白马湖和输水河道蒸发损失水量分别占总蒸发损失水量的77.7%,13.3%,3.6%和5.4%,蒸发损失水量约占源头泵站抽水量的17.46%,使工程平均调水效率降低10.33%.调水工程可以考虑采用管道输水,从而避免蒸发损失.     

防疫通道喷雾消毒过程的数值模拟

防疫通道喷雾消毒是切断病毒传播的重要方式.以江苏大学与企业产学研合作研制的卫生防疫通道为基础,基于FLUENT仿真平台采用CFD双向耦合DPM方法,数值模拟了人员通过通道时喷雾和多相流场的分布情况.结果表明,雷诺数为1×10⁵左右,喷雾能够很好地分布在人体模型两侧;上排喷雾孔喷雾角为0°,该工况适合较高人员通过消毒通道;上排喷雾孔下倾10°,适合中学未成年人通过防疫通道;下排喷雾孔喷雾角向下倾斜30°时,喷雾主要分布在人体模型脚部附近,可满足对脚部的重点消毒需求.人体模型移动时会在模型周围形成大量的绕流,有利于提高消毒效率.通过适当调整上下排喷雾孔喷雾角,可以满足对人体模型局部重点消毒或整体覆盖消毒的不同需求.分析结果可以为卫生防疫通道设计与改进提供参考.     

南水北调中线工程水质监测站点布设研究

科学合理布设水质监测站点是加强南水北调中线工程对突发水污染事件监控,保障水质安全的重要手段。制定水质监测站点的布设方案受到监测效率与布设成本的约束,同时,监测仪器精度、污染物衰减特性的不确定性等问题也对布设方案产生影响。以中线工程京石段为研究对象,基于一维水质模型,以突发水污染事件漏报率最低、发现时间最短以及监测站点布设成本最小为目标函数,构建水质监测站点布设多目标优化模型对布设方案进行优化,同时结合监测仪器精度对目标函数的影响确定了最优布设方案,在此基础上,分析了污染物衰减特性对最优布设方案的影响。研究结果可为中线工程合理布设水质监测站点提供建议。     

宁夏平罗盐碱地排水渠道稳定性影响因素分析

以平罗西大滩实测土壤剖面为例,从渠道边界物质的粒度特征、粘土矿物含量及气候特征等方面,分析了排水渠道稳定性的影响因素.结果表明,研究区排水渠道的稳定性主要受到粒度结构的影响,其中上部泥质层的粘土矿物含量较高,其吸水膨胀和脱水收缩的交替变化可以导致渠道边界上层的疏松和坍塌;下部粉细砂层易于遭到流水的淘蚀,而冬春发生的冻融...     

离心泵内泄漏流计算及其对转子振动的影响

为研究泄漏流对离心泵转子振动特性的影响,建立了离心泵内泄漏流流场数值模型并对其可靠性进行了验证,验证基于加州理工学院RFTF装置试验结果,验证结果显示数值计算结果与试验结果吻合较好.通过在泄漏流流场与转子系统间进行数据传递,实现了流场模型与基于节点单元法建立的转子系统的耦合计算,得到了泄漏流流体力作用下的转子系统响应结果,结果显示泄漏流的存在明显提高了转子系统刚度并进而增加了其稳定性.该方法可以略去流体力环节从而直观了解到泄漏流道参数变化对转子系统振动特性的影响,对优化离心泵相关参数,提高转子系统稳定性具有重要意义.     

农民工外出务工对就业渠道选择的影响研究

为解决外出务工人员就业渠道单一的问题，分析406份沈阳市农民工调查数据，采用二元logit模型研究农民工就业渠道选择的影响因素。结果表明：城市务工经历降低了农民工对关系型渠道的依赖；搜寻成本低及可调配的社会资源丰富是农民工选择关系渠道就业的主要原因；性别及母亲职业声望对农民工就业渠道选择影响显著。     

北本水电站下引航道泥沙冲淤数值模拟

针对北本水电站下引航道泥沙淤积问题,采用平面二维泥沙数学模型进行了数值模拟,得到了下引航道特别是口门区5年淤积过程。在此基础上,讨论了航道冲沙闸冲沙流量和冲沙时机,提出了改善航道冲沙闸冲沙效果的措施。建议冲沙时机选择在流量较小的时候, 为减少电能损失,下引航道拉沙可以选择在深夜负荷处在低谷的时候进行。     

基于MIKE21模型的长江中环排污口水质影响分析

入河排污口设置论证工作对于预防流域水污染、保护长江水生态环境有重要意义。入河污染物的排放影响分析是排污口设置论证的重要工作之一。采用MIKE-21模型,建立了荆州中环污水处理厂排污口所在长江河段二维水动力学和水质扩散模型,模拟污水中COD、BOD5、氨氮等主要污染物在长江河段中的迁移和扩散情况,分析污水排放对长江水质的影响范围和影响程度。结果表明:MIKE-21模型对入河污染物的扩散过程模拟精度较高,模拟成果合理,基本反映了排污口污水排放对所在江段的水质影响情况,可作为排污口设置论证的参考依据。