岸滩侧向淘刷及崩塌模拟技术研究综述

在综述国内外岸滩侧向淘刷及崩塌研究进展的基础上,了解其冲刷机理及其成因,总结出其冲刷过程的3种模拟方法,即经验模拟法、极值假说模拟法和力学模拟技术。论述岸滩侧向淘刷及崩塌模拟的过程以及存在的问题,并分析了3种模拟技术的适用条件及优缺点。最后,对其淘刷机理及崩塌模拟技术有待进一步解决的问题和改进意见进行展望。     

模糊优选模型在流域梯级水电开发中的应用

针对流域梯级水电开发优先决策问题,应用模糊优选模型对指标的相对优属度求解。首先对指标进行模糊化,通过模糊多目标运算得到各目标的相对隶属度,进而确定各个水电站在流域梯级开发中的位置。实例表明,该方法简单、有效,排序结果合理。     

大变异遗传退火法及其在水库优化调度中的应用

根据水电站优化调度特点,建立水库调度优化模型,并针对遗传算法易早熟收敛和进化后期搜索效率较低的问题,将遗传操作与模拟退火(SA)思想相结合,并加入大变异(LPM)思想,最后将大变异遗传退火算法(LPM GASA)用于隔河岩水库。通过LPM GASA在隔河岩水库优化调度中的模拟,表明改进策略在解决水库优化调度问题方面的有效性。最后与动态规划(DP)法以及几种策略下的浮点编码遗传算法(FGA)作比较,体现出改进GA的优点及优越性。     

湿地植物生长对水流特性影响的实验研究

针对云南滇池高原湖泊湿地植物生长种类,采用水槽实验,进行了三种流量、三种不同生长期植物的植物带前、中、后断面沿程流速和垂线流速分布的实验,通过水槽实验研究,分析了植物生长对水流结构影响机理。实验研究表明:①种植物时,植物带前各断面流速比无植物时都有一定的减小,植物对水流有明显的阻滞作用。植物带段过流流速沿程逐渐增加,在一定距离后达到最大值;同一流量条件下,随植物的生长,对水流的阻滞作用越明显,流速变化越大。植物大小一定时,流量越大,植物中流速达到最大值的距离越长。②植物段水流垂线流速分布与明渠恒定流垂线流速分布规律有所不同,植物底部流速比明渠恒定流要小,水面流速比明渠恒定流要大;植物带后水流流态恢复到明渠恒定流流态需要一定的距离。     

SWAT模型及其应用研究

利用数学模型来模拟水文、泥沙、非点源污染过程是流域管理中对特定管理措施的效果进行评估的重要工具,也是研究环境变化条件下水资源管理的重要手段。SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型是一个集成了遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和数字高程模型(DEM)技术的目前国际流行分布式水文模拟工具。介绍了SWAT模型的发展历程、原理及特点,概述了SWAT模型目前在径流模拟、非点源污染模拟与控制、气候变化对水文响应的影响、模型参数敏感性分析方面的进展情况,并对SWAT模型今后的应用和改进方向作了初步探讨。     

TRMM卫星降水数据在怒江流域的适用性分析

利用怒江流域12个气象站点1998—2012年的实测降水数据,采用散点斜率法和相关系数法,在不同的时空尺度上分析了TRMM 3B43V7卫星降水数据在怒江流域的适用性。研究表明:月尺度上,TRMM降水数据与站点实测降水数据的相关系数R值为0.81,两者之间相关性显著;季节尺度上,夏季降水的相关性(R=0.74)高于其余3个季节,冬季降水的相关性最差(R=0.63);站点尺度上,上游和下游站点的相关系数均大于0.9,相对误差较大的站点主要分布在流域中游。总体上来看,TRMM 3B43V7月降水数据与怒江流域站点实测数据间的一致性,呈现出上、下游地势相对开阔平坦处相关性较好,而中游地形变化剧烈,坡度较大的峡谷区相关性较差的特点。     

实时汛限水位动态控制研究

汛限水位动态控制是发挥水库兴利和防洪效益的最有效途径。为提高洪水资源利用率,运用预泄能力约束法确定某水库汛限水位动态控制的控制域,阐述预泄回充法和预蓄预泄法的基本思想和数学表达,讨论这2种方法在某水库汛限水位动态控制中的应用并分析该过程中带来的风险。分析结果表明,实行汛限水位动态控制相对常规调度能抬高汛限水位,增加水库蓄水,解决水库防洪与兴利之间的矛盾。     

竖井贯流泵装置水力特性的数模分析

为了探讨水泵与进出水流道水力耦合所诱发的水泵装置水力特性畸变,选择了典型竖井贯流泵装置作为研究对象,采用雷诺时均的纳维-斯托克斯方程(RANS)和标准k-ε湍流模型,首先数值模拟整体水泵装置的能量特性,并与模型试验结果进行比较。计算结果表明,在水泵装置运行净扬程0~1.22 m范围内,相同净扬程下的流量相对偏差小于3.53%,验证了三维建模、网格剖分和数值模拟方法的合理性。在此基础上,数模研究了不同工况下水泵与进出流道水力耦合与非耦合时的竖井贯流泵装置水力特性。研究结果表明:(1)耦合与非耦合时的进、出水流道水力损失变化规律差异显著;(2)小流量工况,水泵进口存在较大的速度环量诱导进水流道水流旋转,导致进水流道水力损失曲线畸变,水泵进口入流条件变差,并与水泵马鞍区显著关联,但大流量工况时耦合与非耦合特性差异较小;(3)水泵出口存在速度环量,导致出水流道水力损失曲线畸变,出水流道内存在螺旋流动,但随流量增大而减弱,水泵出口断面涡角随流量增大而增大。     

弹性水击水轮机微分代数模型的仿真

为了验证水力动态的微分方程模型应用于水力机组暂态计算的准确性,采用仿真方法,对弹性水击下水轮机出力的微分代数系统模型进行验证.通过推导弹性水击下水力动态非线性微分方程,建立非线性水轮机的Simulink仿真模块.将水力动态微分方程模型与其他传统计算方法,如传递函数、高阶传递函数、不同形式传递函数、特征线方法进行仿真对比,分析水轮机水头和出力的暂态变化,验证模型应用于水轮机暂态的适用性.结果表明,非线性水轮机微分代数模型的水头和出力计算值与其他几种方法计算结果基本一致,所提出的模型能满足研究水轮机暂态特性的需要.     

细沟侵蚀临界坡度研究

根据细沟泥沙运动特点,考虑细颗粒泥沙的粘着力作用和非均匀沙的暴露度,建立了细沟泥沙起动公式。结合细沟泥沙起动公式和细沟稳定条件得到坡面侵蚀临界坡度的计算方法。通过计算得到如下的结论:(1)坡面细沟侵蚀临界坡度是土壤性质的函数,在反映土壤性质的容重等参数一定的情况下,仅是粒径的函数。(2)黄土坡面细沟侵蚀临界坡度在21.3°~50.4°之间。对于中值粒径为0.0185mm的黄土坡面,临界坡度为39.9°。(3)对应细沟侵蚀临界坡度存在一临界粒径,当粒径大于该粒径时,不存在细沟侵蚀临界坡度。当临界粒径为0.0198mm,对应的最大临界坡度为50.4°。