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[硕士论文] 蒋秋实
水利工程;水工结构工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:双层河道是一种以海绵城市蓄、排理念建设的新型河道型式,在城市河道治理中具有独特的优势。渗透破坏是威肋双层河道安全的隐患之一,本文依托重庆市巴南区龙洲湾B区堰河治理工程,采用理论分析、室内实验及数值模拟相结合的方法,对双层河道在不同排水措施下的渗透破坏模式展开研究。主要的研究内容及相关的研究结论为:
  (1)通过查阅相关文献并参考工程实例对双层河道的基本特性展开研究,详细地阐述了双层河道的功能、适用条件、断面型式及防渗排水措施。
  (2)在渗流理论及渗透变形理论的基础上,结合双层河道的结构特性,系统地分析了影响双层河道渗流稳定性的主要因素和双层河道渗透破坏主要形式。
  (3)选取重庆市巴南区龙洲湾B区堰河治理工程施工现场的土石回填料为原料,针对土石填料的渗透特性展开室内实验。得出压实度对土石料的渗透特性及渗透破坏型式有较大影响,压实度达到95%时,渗透系数可达10-4cm/s量级,临界坡降为1.0左右,最大破坏坡降为3.0左右,过渡型土体随着压实度的提高,其渗透破坏类型可由管涌型破坏转变为流土型破坏。
  (4)基于饱和-非饱和渗流理论,运用ABAQUS和GeoStudio有限元软件对不同排水措施下的双层河道模型进行渗流分析,并对其渗透破坏模式展开研究。得出:①双层河道横断面方向为渗流主方向;②在无防渗排水措施下,上层河道的渗漏导致地下水位持续抬高,箱涵外侧孔隙水压力较大,不利于箱涵的结构稳定,且箱涵与回填土接触面有发生接触冲刷的危险;③在下层箱涵侧墙和项板布置排水孔,有利于降低地下水位,减小箱涵外侧的渗透压力,但排水孔渗流出口处的水力梯度值较大,超过了土石填料的抗渗临界水力梯度,有发生出逸型渗透破坏的危险;④在下层箱涵外侧布置级配碎石排水体有利于进一步提高下层箱涵的排渗能力,降低地下水位,减小渗流出口的水力梯度,但在上层河道岸坡坡脚处以及下层箱涵排水孔渗流出口处仍有发生渗透破坏的风险;⑤在上层河道铺设防渗土工膜可显著减小上层河道的渗漏量,有效降低地下水位,渗流出口的水力梯度值可控制在安全允许的范围内,有利于上层河道的景观蓄水和回填区的渗流稳定性。
  (5)在室内试验和数值分析结果的基础上,对双层河道的渗透破坏防治措施展开探讨,提出防止双层河道发生渗透破坏在设计和施工上主要可从提高回填料的抗渗能力、防渗措施、排水措施以及渗流出口的滤层保护这四个方面来考虑。
[硕士论文] 邓晴
水利工程;港口航道及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:弯曲分汊浅滩是西南山区河流中普遍存在的滩险类型,该类型滩险成因复杂,治理难度大,其治理主要采取整治建筑物结合疏浚的措施开辟直槽通航,但采用传统整治方法可能存在通航汊道表面流速增加形成急流滩的风险。本文提出在弯道中布置转流坝的整治思路,调整凹岸侧下方逆坡段中的底流方向,增加其近底层垂线流速和紊动强度,调整汊道分流比,解决过渡段浅滩淤积问题。
  本文通过概化长江上游山区河流凸岸类弯道分汊浅滩河道形态,采用Fluent的RNGk-ε紊流模型结合VOF两相流模型对70°弯道分汊河道进行三维数值模拟,研究不同转流坝方案对水流特性的影响,主要得出以下研究结论:
  (1)转流坝的主要功能是通过坝体的挡水作用,改变分汊段中凹岸侧下方逆坡段底流流向。方案四底流方向较方案前偏转了13.7°,有利于凹岸侧过渡段集中冲刷。
  (2)转流坝使弯道与逆坡段内流场重新分布,有效增大凹岸下方逆坡段近底层纵向垂线流速大小,双转流坝布置更有利于使凹岸侧主槽内底部泥沙获得更大的动能,满足泥沙起动条件。
  (3)转流坝可有效调节汊道分流比,方案后凹岸侧汊道分流比增大,较方案前凹岸侧汊道分流比最多增加6.5%。
  (4)逆坡段垂向紊动强度沿水深呈“L”型分布,横向紊动强度沿水深的分布先增大后减小再增大。从整体上看,横向紊动强度要大于垂向紊动强度值。转流坝可增大逆坡段近底层水流紊动强度,有利于改善过渡段浅滩淤积问题。
  (5)转流坝的长度与个数对逆坡段水流结构的改变有重要影响,当转流坝长度与数量增大时,纵向垂线流速与紊动强度随之增大。研究发现,L/B=0.3的双转流坝方案最有利改善过渡段泥沙落淤问题。
  本文转流坝对水流特性的影响的研究成果,除了可以直接应用于长江上游叙渝段航道治理外,还可以用于类似条件的山区河流,在河床演变、江河整治中具有参考价值。
[硕士论文] 涂金阳
水利工程;水利水电工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:长江上游重庆至宜宾河段航道等级从Ⅲ级提升到Ⅱ级,是国家实施西部大开发战略的重要举措,同时也是加快上游地区发展的必然趋势。水师坝滩位于长江上游白沙水道,是集枯水浅滩、险滩为一体的分汊型浅险滩群,滩段水流条件复杂,碍航成因多变。本文采用理论分析和二维水流数学模型,对水师坝浅险滩群水流特性、整治参数及整治措施进行计算了分析,可为山区河流洲头浅险滩群的整治方法提供参考。
  论文的工作内容和研究成果主要有:
  (1)收集了丰富的滩段地形和水文资料,分析了水师坝河段河床演变规律及水文泥沙特性。结合滩段水位、流速及浮标流向等实测资料对平面二维水流数学模型进行了验证计算,给出了适合研究河段的基本参数。
  (2)基于概化水槽模型,通过数模计算和分析提出了流线漂距与横流、流量等的经验关系式以及航槽允许横流的计算式,给出了适合于水师坝河段的横流取值范围为0.5~0.7m/s。基于水师坝天然河段,通过密集工况的水流特性计算分析,给出了断面系数、航道流速、航槽比降、消滩判数等的沿程分布,结果表明,水师坝河段为分汊河道浅险滩群,即洲头上游水浅碍航,和对夹石与洲头对峙形成强烈夹堰水而成险。
  (3)通过多种坝型、坝长、坝轴线走向、坝位以及流量等众多工况的单因素和多因素计算分析,得到了水流速度、横流强度等变化规律,提出洲头顺坝比岸边丁顺坝更适合洲头险滩的整治;分析洲头坝坝头绕流特性,提出洲头坝横向位置的经验计算式;同时分析主汊河宽比μ推算洲头坝位置,两种方法相互得以验证并运用于航道整治。
  (4)本文提出的极速控制法推求整治线宽度,从泥沙起动和上滩流速两个方面控制滩段水流条件,紧密结合滩段实际,比常规的水力学法、造床流量法等传统方法更加符合实际,是一种确定山区河道浅滩整治参数的可靠方法。
  (5)提出了浅滩筑坝束水攻沙,险段炸礁及筑洲头坝调整流态、减缓横流的整治思路,经过多个整治方案的数值模拟和优化,得到的推荐方案基本能达到整治目的,可为实际工程的设计和实施提供技术支撑。
[硕士论文] 刘士荡
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:在航道整治工程中,经常采用的措施就是修建整治建筑物,丁坝就是最常用的整治建筑物之一。但是,丁坝的修建改变了原有的河道地形,会引起流线集中,造成局部流动结构的改变,引发新的河床演变,因此对修建丁坝的位置研究显得很有必要。本文以长江上游与沱江交汇处金钟碛河段至小米滩河段航道整治工程作依托,全面收集相关资料,通过理论分析、原型观测和模型试验的方法对试验河段的河床演变规律进行详细的研究,采用平面二维水流数学模型试验与概化水槽试验相结合的研究手段,对丁坝位置的理论确定进行了科学的计算与验证,在此基础上研究分析了整治方案中丁坝附近的水流特性变化。本次研究成果主要如下:
  (1)在有丁坝与没有丁坝的三种工况下,通过对水槽水面线和流速的验证,不断的修改数学模型的网格大小与参数,成功的建立了水槽数学模型。
  (2)分别从流量、坝长和丁坝偏转角度等影响因数出发,定量研究分析了丁坝5°绕流区宽度与它们之间存在的关系。研究发现,丁坝5°绕流区宽度与坝长存在正比关系,与流量存在反比关系,而与偏转角度没有直接的关系。在只考虑流量与丁坝长度的条件下,拟合出了有关丁坝位置的经验公式。
  (3)通过理论分析和原型观测的方法,对研究工程河段进行了深泓线、河床横断面和滩险变化的分析,确定了工程河段近期演变基本稳定的结果。
  (4)通过对小米滩天然河道水面线,断面表面流速和流向的验证,确定了数学模型的准确性。为了更好的掌握碍航河段的水力特性,进行了水沙特性认识性试验,最终得出金钟碛河段浅区为枯水浅滩,而小米滩河段在枯水期部分搁浅,中洪水期水流比较湍急。
  (5)提出了四种整治方案,包括三种设计方案与一种优化方案。通过经验公式计算确定丁坝在方案中的位置,经全面分析比较,发现设计方案三的整治效果要优于方案一和方案二,而优化方案中以丁坝与顺坝长度都缩短10m的方案为最佳。
[硕士论文] 李子晗
水利水电工程 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:黑龙江干流堤防因其特殊结构与填土材料,在上游侧较高水位长期浸泡及水位骤降的影响下,产生了一系列不利于堤防边坡稳定的现象。通过探究堤防的结构稳定性及内部的渗流稳定性来判断其是否能满足运行需求,具有避免滑坡,溃坝等事故发生的实际意义。
  本文考虑堤基、地质和地下水等因素,分析堤防在汛期的破坏机理,以汛期高水位长期浸泡及水位下降为运行条件,多种土料组成为研究工况,对堤防在行洪期间的渗流稳定和抗滑稳定进行研究。进行了试验土样的取样与物理力学试验,在此基础上设计并进行了砂槽模型在高水位长期浸泡及水位骤降时期的堤防稳定性试验,观测了堤防边坡的稳定性,渗流场及内部的土水压力变化过程。根据总结的堤防边坡稳定分析方法,利用数值软件对不同断面形式的堤防稳定性,土体强度参数及内部渗流线和坡降进行了研究,对砂槽试验的结果进行了验证与补充。
  分析表明,堤防土体在受到高水位长期浸泡后,各断面组成的土体强度在短时间内迅速减小,其内部渗流线在坡脚处逐渐压缩集中,背水坡坡脚处坡降最大,堤后水流出逸点均位于堤脚附近。主体为粘性土的堤防模型因渗透系数等原因较砂性土为主的堤防模型在水位骤降的工况下迎水坡面更容易发生较大的渗透破坏。
[硕士论文] 马娇娇
水利工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:淮河流域行蓄洪区在防洪减灾中发挥着重要作用,合理有效地启用能够有效降低干流河道洪峰水位、减轻上下游防洪压力。由于淮干行蓄洪区的运用条件复杂,在实际洪水调度运用中难以达到最佳效果,为更好地发挥行蓄洪区的运用效果,处理好存在的主要问题,规划对淮干行蓄洪区进行调整,其中蚌浮段原有4处行洪区仅保留花园湖行洪区一处,调整规划中部分工程已实施完成,为充分发挥行蓄洪效果,开展行蓄洪区调度方案研究具有重要意义。
  本文以淮河干流蚌埠至浮山段为研究区,以花园湖行洪区为重点研究对象,应用MIKE软件建立蚌埠至浮山段水动力数学模型,其中干流河道建立河网一维模型、行洪区建立平面二维模型,利用典型年2003和2007年实测洪水过程,对一维模型的相关参数进行率定和验证。通过建立一、二维模型,将淮干河道与行洪区进行耦合连接,进而对1954年型洪水演进过程进行模拟。通过选定花园湖行洪区不同启用方式及启用水位下的调度运用方案,计算出行洪区不同启用条件下的水位流量关系,分析行洪区启用与不启用条件下对干流河道洪峰的影响,从而对调整规划实施后行洪区的调度运用方案进行合理性分析及方案比选,为行蓄洪区的调度运用提供依据。
  本文建立的水动力模型充分利用了一维和二维模型的优点,模型能够较好的模拟干流河道向行洪区进洪以及行洪区向干流河道退洪的过程,模拟精度可满足洪水调度方案研究的需要。研究结果表明:在遭遇1954年型洪水时,规划条件下花园湖行洪区按照临淮关水位达20.5m时启用,并且综合考虑进退洪闸同时开启或先启用进洪闸再开启退洪闸的闸门调度方式,能够较好地发挥行洪区的作用。本文基于MIKE模型的花园湖行洪区调度研究可为今后淮河干流行蓄洪区调度运用方案的制定提供借鉴意义。
[硕士论文] 丁彬
建筑与土木工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:近十年,长江安徽段的崩岸强度增加,给沿岸居民生命财产安全十分不利的影响。崩岸发生的机制一直是国内外学者的研究重点。
  本文利用室内概化模型试验和数值模型计算,开展了长江安徽段二元结构弯道河岸崩塌过程的特征研究和影响因素分析。室内模型试验过程中分析了河岸崩塌过程中土压力、孔隙水压力、坡顶位移、含水率的变化特点,总结了河岸崩塌后的形态。利用BSTEM模型对长江安徽段和悦洲典型断面的稳定性进行分析并对岸坡崩退过程进行了模拟,并就退水期这一工况的边坡安全系数计算结果与采用非饱和-非稳定边坡临界滑动场的计算结果进行对比分析,同时分别对比总结了潜水位变化和坡脚冲刷对河岸稳定性的影响。
  结果表明:河岸崩塌时土压力值会突然下降,孔隙水压力值则会出现波动。在坡前水位骤降过程中,河岸会由于砂土层被冲走导致的坡型改变、侧向静水压力改变、孔隙水压力未完全消散及边坡土体强度减小等因素发生崩岸。崩岸特征与河岸土体组成及力学特性有着密切的关系。枯水期和涨水期河岸基本稳定,洪水期河岸稳定性较低,退水期河岸稳定性最低。增加坡脚冲刷强度会加剧下部砂土的掏空程度,使河岸的稳定性降低,崩塌程度更大。与不考虑潜水位滞后相比,考虑潜水位滞后的影响后模型计算的崩塌宽度更宽,崩塌次数更多,说明潜水位滞后对河岸稳定性会造成不利的影响。
  本文结合模型试验与数值模拟,对长江安徽段典型崩岸进行了研究,并分析了其内部应力变化及整体特征,所得成果为长江安徽段崩岸机理的研究提供了参考。
[硕士论文] 张伟
建筑与土木工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,随着我国河道治理工作不断开展,其中产生的疏浚泥浆也日益增多。对于这些疏浚泥浆的处理工作已迫在眉睫,如何解决传统疏浚堆场造成的占地面积大和干化时间长等问题,已成为疏浚领域亟待解决的技术难题。
  投加絮凝剂脱水是泥浆处理过程中最重要的技术环节,本文以芜湖漳河、当涂姑溪河和马鞍山驷马山干渠的疏浚泥浆为研究对象,Fenton进行预处理后,选用不同类型的絮凝剂以及复配絮凝剂体系在量筒中进行实验来考察泥浆静态的脱水效果,并以处理后上清液SS(悬浮物含量)、清浑界面下降速率、淤泥沉降比和剩余淤泥体积等为考察指标来确定最佳絮凝方案。结果表明,本实验采用的絮凝剂体系能显著加快淤泥的沉降速度。含泥量为5%时,芜湖漳河泥浆加100mg/L的Ca(OH)2后沉降比低至28.04%,当涂姑溪河加Ca(OH)2(70mg/L)+粉煤灰(1g/L)后沉降比最低为14.33%,马鞍山驷马山干渠加PAFC后沉降比为33.57%。当含泥量上升到10%和15%时,最佳投加量基本都和含泥量为5%时一致,但是沉降速度会明显下降,最终的淤泥体积也明显增加,但是SS都会有所降低。由此可知,泥浆浓度在15%以下时,絮凝剂最佳投加量与泥浆浓度基本无关,但是随着泥浆浓度上升,沉降速度明显下降,剩余淤泥体积显著增加。当涂姑溪河泥浆含沙量较高,芜湖漳河和马鞍山驷马山干渠泥浆含沙量较低。研究表明絮凝剂对于有一定含沙量的泥浆脱水效果改善明显,而对含泥量小或几乎不含泥的泥浆沉降效果则会变差。
  通过研制的小型动态泥水分离装置,模拟了工程中现场抛泥区沉降情况,并探究了小型动态泥水分离的工艺。从投加方式、挡板设置、絮凝剂种类、投加量和停留时间等变量着手,通过探讨泥浆处理后上清液SS含量和沉降速度,以确定该装置在泥浆处理时的最佳参数。实验结果表明,运用管道的方式将泥浆与70mg/L的Ca(OH)2进行混合,并将装置分区,停留时间达到50min时,出水SS值最低为451.8mg/L。
  以当涂姑溪河为例,采用投加Fenton试剂和Ca(OH)2的方式与原疏浚方案将泥浆输送至抛泥区自然风干相比,将减少40%的征地和抛泥区围堰工程,降低成本40万元。
  此次研究结果可为清淤工程中的凝脱水工艺和絮凝剂选择提供一定的参考,并为以后实际疏浚工程中抛泥区设计提供重要建议。
[硕士论文] 杨丽
项目管理 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:中小河流治理项目后评价是总结与检测已建成项目的预期效益和目标是否达到,主要设计任务是否有效的完成,总结在项目建设中的成功经验和失败教训,最后经过有效的信息反馈机制提升类似项目决策和实施过程的科学水平,进而达到提高项目投资效益的目的。对中小河流治理项目后评价理论、方法和内容的探索和研究是项目后评价是否能在整个项目周期发挥重要作用的关键。
  本文立足于水利建设项目后评价相关内容、方法和理论,结合中小河流治理项目的特点,研究探索了中小河流治理项目后评价的相关理论、方法和内容。研究过程中,采用定量与定性相结合、经验总结与科学计算相结合的方法。
  首先,对重庆市中小河流现状进行调查研究,发现并阐述了其存在的主要问题和治理现状,并说明了中小河流治理项目后评价的必要性与重要性。其次,通过广泛梳理相关权威观点,总结中小河流治理项目相关后评价理论、方法和内容的现状;根据中小河流治理项目的特点和指标体系构建原则,结合专家调查与主成分分析法相关理论筛选构建了中小河流治理后评价的评价指标体系,并详细阐述了其含义;结合层次分析法与模糊综合评价法的优势,建立了AHP-FCE评价模型。最后,运用重庆市丰都县包鸾镇河道综合治理项目从过程后评价、水环境效应后评价、社会经济效益后评价、生态环境效益后评价、目标和可持续性后评价五个方面进行实证分析。实证分析中,先运用AHP确定评价指标权重,再运用FCE对项目进行综合评价。实证分析结果表明,包鸾镇河道综合治理项目等级为“良”,项目预期目标基本完成。
[硕士论文] 韩志强
水利工程 黑龙江大学 2017(学位年度)
摘要:黑龙江省防汛抗旱工情信息采集系统研究,是将我国防汛抗旱指挥系统Ⅰ期项目施工作为基础,研究黑龙江省防汛抗旱工情信息采集系统的8个工情分中心(农垦总局、鸡西、七台河、双鸭山、鹤岗、黑河、大兴安岭、绥化)的应急预案、应急响应、值班会商、电子公文、指挥调度、应急保障、灾害现场支持和突发水旱灾害应急事件地图标注等工作内容的流程和实现方式,摸索并熟知促进防汛抗旱移动应急指挥水平提升、异地会商水平提升与扩展、业务应用系统所具备信息处理水平增强、旱情信息分析处理水平提升、洪水预报精度以及优化调度措施完善的具体途径;促进信息安全保障等级的提升,针对我省防洪抗旱抗旱,成功构建相应支撑体系。
[硕士论文] 胡昌兰
水利工程 黑龙江大学 2017(学位年度)
摘要:在黑龙江省三江治理工程中,几千公里的提防中含有大量砂性土提防,黑龙江省地处寒温带,部分区域生态环境脆弱,工程施工对提防建设区域内的环境造成破坏,尤其是砂性土提防,水土流失严重,甚至会影响提防的安全性与稳定性。本文通过实地考察与理论研究,应用生态护坡技术,将三维植被网垫与植物种植技术结合起来,选取黑龙江省抚远市典型地段提防边坡进行三维网垫护坡系统防护边坡的试验,验证三维网垫在寒冷地区砂性土提防边坡中的效果,通过试验发现,三维网垫搭配当地特有植被形成的边坡防护系统可以很大程度上改善砂性土提防水土流失的情况,而且此种防护系统具有良好的景观效果,有助于工程区内生态系统的恢复。
  本文的主要研究路线和研究方法是:查阅资料研究生态护坡技术,选择黑龙江省地区能够在砂性土中生长的生命力顽强的三种植物;选择合适的生态护坡材料三维植被网垫;进行典型提防边坡试验,最后分析三维网垫护坡效果。
  三维网垫与植被相结合的生态边坡防护系既可以保证岸坡的安全性、稳定性,更能减少冻融作用对岸坡土体的影响、缓解砂质堤防水土易流失的问题,而且可以营造岸坡健康生态系统,促进工程施工影响范围内生态系统的自我修复。
  该种砂质堤防边坡防护形式应用于边坡防护工程中,可以很大程度上减少钢筋混凝土等硬性材料的使用,也减少了边坡土方的开挖与回填,缩小工程建设范围,节省工程投资,对堤防生态环境只有修复作用,没有损坏,可以达到既治理了砂质堤防岸坡水土流失又恢复了工程区自然环境,营造良好的自然景观,产生了巨大的效益,对生态环境保护起到了重要作用。
[硕士论文] 李爽
水利工程 黑龙江大学 2017(学位年度)
摘要:堤防工程在防洪工程中占据着中举足轻重的地位,是防洪工程中重要的保护屏障。在堤防加固安全防护工程中,对堤身工况及地基渗流特点进行熟练地掌握,采用合理的渗流防控措施是确保堤防安全度汛的基石。2013年黑龙江省夏季的气候有很大的异常,降水量也偏多等各方面的原因,使得黑龙江发生了超百年一遇的洪水,造成极大损失。本课题主旨是根据当地的堤防进行安全分析,以此建立安全保障方案,确保堤防的安全。
  本次研究拟在已建成的堤防工程基础上,分析研究区堤防工程的典型渗流环境,采用数值模拟方法对不同江水条件下研究区堤防工程的渗透能力、渗透范围等渗透破坏参数进行模拟与分析,从而提出不同条件下研究区堤防工程渗透安全保障方案。通过以研究区堤防工程为例,以研究区堤防工程具体的地质条件为基础,构建了渗流运动的有限元数值模型,对200年一遇超大洪水位48.67m(P=0.5%)进行数值模拟计算,并得出相关结果并进行分。
  通过对堤的材料和形式以及堤的位置,确立了断面位置和渗透系数,选择了5个断面。研究区堤防由砂堤、土堤和混合堤组成,以混合堤为例进行研究。
  本次研究采用200年一遇的洪水情景方案。通过模型构建、计算求解、结果查看最终得到200年一遇超大洪水位48.67m(P=0.5%)情景下研究区堤防工程模拟的流动路径图、渗流速率云图和坡降云图。
  在研究情景方案下堤防渗流场、流速的影响分析结果,以及坡降数值结果与破坏可能性分析结果表明,在200年一遇超大洪水位条件下堤防易产生渗透破坏,应采用安全措施进行防护。
[硕士论文] 崔晨晨
计算机技术 郑州大学 2017(学位年度)
摘要:随着水利信息化的推进,智慧黄河的提出,治黄主要业务工作也逐步向信息化靠近。黄河工情信息是黄河防汛业务重要组成部分。受制于种种原因,黄河工情信息数字化尚未全面铺开,工情信息传输整体手段落后,主要以电话、传真为主要载体进行传递,传递速度慢,信息量小,变化较快的信息不能及时得到反映,许多工情信息得不到及时上报和更新。
  本文主要阐述了黄河工情信息采集平台之综合信息服务模块的设计和实现。针对基层防汛工作人员没有平台进行黄河工情基础数据查询的需求痛点,通过对水情数据、工情数据、险情数据、防汛部署信息、灾情数据的处理和分析,本论文主要完成了以下几方面的工作:
  1、针对基层防汛人员的需求开展具体的需求分析,结合功能需求,对系统的基本架构进行设计,包括水情信息模块、工情信息模块、险情信息模块、防汛部署模块以及灾情信息模块,并根据系统需求,设计了相关数据库。
  2、采用B/S三层技术框架,集成数据库技术、J2EE技术,利用Myeclipse开发平台、SVN项目管理实现了水情信息模块包括河道水情信息、水库水情信息、雨情信息,工情信息模块包括堤防信息、险工信息、控导信息、涵闸信息、管道信息、跨河工程信息、穿堤建筑物信息、桥梁信息的全流域自定义查询功能,集成了险情信息、防汛部署信息、和灾情信息。
  3、综合信息服务模块填补了黄河流域基层防汛人员对全河水情信息、黄河工情信息查询功能的空白。
  综合信息服务的设计与实现有力的提升了黄河水情信息的数据分析能力。在本系统投入使用后,基层防汛工作人员给出反馈,极大的提高了工作效率,并为防汛抗旱会商决策提供了强有力的信息数据支撑。
[硕士论文] 陈大伟
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:保持岸坡具有必要的通透性是河流生态护坡的基本要求之一,其便于“水”与“岸”之间能自由进行物质交换,提供植物生长的条件。现阶段大量采用的开孔式混凝土连锁砖、钢丝石笼网垫、生态混凝土等护坡技术,均满足了这方面的要求,被视为“生态护坡技术”。
  与之相比,由天然块石和植物组成的“植物桩+散粒块石”护坡体系具有更好的通透性,更加生态。天然块石抗风化能力强,植物茎秆生长变粗和分株作用进一步提高坡面防护体系的稳定性。可见,“植物桩+散粒块石”护坡体系具有一定的优越性和较好的应用前景。开展相关研究,揭示“植物桩+散粒块石”护坡体系的工作性状是均有主要现实意义的。
  本文分析了国内外岸坡防护研究的现状,对比了现有岸坡防护技术的优劣,在此基础上,利用室内物理模型试验方法对“植物桩+散粒块石”岸坡防护体稳定性以及对流经防护体表面水流流速的影响进行了研究,主要研究工作和取得成果简述如下:
  (1)本研究采用室内物理模型试验的方法研究了不同工况下,“植物桩+散粒块石”岸坡防护体物理模型的工作性状。
  (2)在满足启动粒径的前提下,散粒块石物理模型颗粒粒径越小,颗粒表面越粗糙,岸坡防护体模型的稳定性越好。散粒块石物理模型的坡面稳定坡度和散粒体坡面滑动坡度随植物桩物理模型分布密度改变而呈现的变化趋势可以分为三个阶段:阶段一,即当植物桩物理模型的分布密度小于15cm时,此时岸坡防护体物理模型的稳定性主要取决于散粒块石物理模型颗粒间的摩擦力;阶段二,即当植物桩物理模型的分布密度在5~15cm之间时,此时岸坡防护体物理模型的稳定性由植物桩物理模型的锚固作用与散粒块石物理模型颗粒间的摩擦力共同承担,且随着植物桩物理模型分布密度的逐渐提高,植物桩物理模型分布密度对岸坡防护体物理模型稳定性提供的帮助逐渐占据主动地位;阶段三,即当植物桩物理模型的分布密度大于5cm时,此时岸坡防护体物理模型的稳定性主要由植物桩物理模型的锚固作用承担。
  (3)防护体对流经其表面水流的减速效果由植物桩和散粒块石共同承担。减速比随植物桩物理模型分布密度改变而呈现的变化趋势可以分为三个阶段:阶段一,即当植物桩物理模型的分布密度小于15cm时,此时岸坡防护体物理模型对流经其表面水流流速的减缓能力主要取决于散粒体物理模型表面的粗糙程度;阶段二,即当植物桩物理模型的分布密度在5~15cm之间时,此时岸坡防护体物理模型对流经其表面水流流速的减缓能力由植物桩物理模型与散粒体物理模型表面的粗糙程度共同承担,且随着植物桩物理模型分布密度的逐渐提高其发挥的作用也逐渐提高;阶段三,即当植物桩物理模型的分布密度大于5cm时,岸坡防护体物理模型对流经其表面水流流速的减缓能力主要由植物桩物理模型承担。
[硕士论文] 魏祥龙
水利工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:长江上游水道具有较大的航运潜力巨大,但对其开发利用明显不足;目前国家在建设长江黄金水道的同时又在提倡对长江航道生态的保护,既要有航运开发、又要有生态保护,这就为航道整治建设增加了一定的难度。
  目前炸礁等施工方法会对施工水域的生态环境产生毁灭性的破坏,因而研发一种生态环保的清礁技术对于长江航道的生态环境的保护具有重要的意义。因此,本文提出采用高压磨料射流水下切割礁石的新方法,为研发该水射流切礁的方法,初期的一个关键点在于阐明流速的衰减规律、射流流场的水动力特性等等,因而本文从这几点出发得出的主要成果如下:
  (1)本文文归纳总结了水射流的水流结构特征、冲击特征以及射流拟序结构的研究现状,概述了高压水射流目前主要的研究方法及取得的一些研究成果。
  (2)本文系统论述了高压水射流数值模拟的基本原理,并对所建立的数学模型进行验证,结果表明数模成果准确可信,可用于后续的模拟研究中。
  (3)根据不同水深下数值模拟的流场比对分析,得出了不同水深情况下的径向与轴向流速分布规律,展示了不同水深下近场轴线流速加速过程以及射流初始长度,解决了浅水射流水深对冲击效率影响的问题。
  (4)通过对数值模拟结果的分析,初步阐明了受限条件下高压淹没水射流轴向与径向不同时刻、不同位置下的流速分布情况,简要说明了涡旋分布、流线运动情况以及轴向流场流速随时间变化的特性。
  (5)建立不同靶距下的二维平面冲击射流数学模型,阐明不同靶距下的轴线流速、压强分布特性,论述了靶距对冲蚀孔径及深度的影响。
[硕士论文] 田进
水利水电工程;航道整治工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:水库变动回水区分汊河道是我国河道中较为普遍的一种河型。该河型位于水库变动回水区受到水库运行调度的影响呈现出天然河道和水库双重特性。受水流泥沙条件影响,河床演变较复杂,常常出现浅滩碍航,整治难度较大。其滩险主要表现为弯、浅、险、急等综合特性。对于该类滩险的整治需在分析河道演变规律的基础上,从整治原则、整治参数选择及整治建筑物布置等方面综合考虑。
  本文以三峡水库变动回水区车亭碛航道为依托进行水库变动回水区分汊河道浅滩整治研究。采用数学模型与物理模型相结合的方法对研究河段的河床演变规律、滩险成因及机理、碍航特性进行分析,提出该河段的整治方案。
  三峡水库采用175方案运行以后,小南海滩段受到回水影响,水库低水位运行时出现急滩碍航。滩段年际深泓线凸凹位置基本一致,滩槽位置相对稳定。3.5m等深线全线贯通,最小航宽达100m,从航道尺寸上达到Ⅱ级航道要求。但该滩段枯水期水面窄,水流急,坡降陡,加之出口段受生板堆丁坝和车亭碛尾对峙影响,航道弯窄,航槽内水流流态较差,水流较急,多回流和乱水。
  渣角滩段河床基本稳定,但是由于近年的采砂导致打渔碛、中堆尾部床面下降。中堆左槽水流顺直,但枯水期分流量小;右槽水较深,但甚为弯曲,且右岸有饿鬼碛及渣角岩石突嘴,分别与中堆碛脑、碛翅对峙,缩窄槽口,枯水流速大、比降陡且有明显横流和剪刀水,大型船舶上行困难。
  本文采用MIKE21二维平面水流计算软件和物理模型试验进行相应研究。根据河段近期地形测图和实测水文资料建立模型并对沿程水面、流速、流向及分流比进行相似性验证。在验证合理的基础上通过物理模型和数学模型进行方案试验,并通过对比确定最终方案。分汊河道滩群的整治,下游滩险的整治往往影响到上游滩段,为避免该影响本研究首先对渣角滩段进行整治研究,再进行小南海滩段的整治。结果表明:小南海滩段在生板堆下游筑2道潜坝,潜坝坝顶高程分别为设计水位下6.0m和6.5m,降低车亭碛锁坝高程为171.2m及疏浚车亭碛右翅及右岸碗石及车亭碛上段航槽,疏浚底高程为168m;渣角滩段开辟左岸新航槽,航槽宽度80m,疏浚水位设计水位下4m。修建碛头坝坝长及三道齿坝,坝高在设计水位以上2.5m方案实施后河势基本得到控制,主流摆动受到约束,全河段水流平顺,流态良好,碍航滩险消除通航水流条件明显改善,航槽基本稳定。达到Ⅱ级航道要求。
[硕士论文] 周通
水利工程;水工结构工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:格宾网箱结构应用广泛而水毁频发,单体网箱的长宽比和流速对网箱基体的影响一直是工程十分关心的问题之一。在过去的研究中,尚未有实验室关于网箱长宽比研究的动床实验。而根据工程实际经验选择的倍间距,虽安全可靠,却又很少有相关的理论和实验依据支撑。鉴于此,本文主要从数值模拟和实验两方面分析研究网箱结构水毁模式、最优长宽比及流速对冲刷深度的影响,主要工作如下:
  (1)研究采用控制变量法,选取长宽比分别为1、1.5、2、2.5、3高度分为4cm、6cm长方体两组填石网箱(尺寸宽×长×高分别为11×11×6cm、9×13.4×6cm、7.7×15.4×6cm、7×17.3×6cm、6.3×18.9×6cm、7.3×7.3×4cm、6×8.9×4cm、5.1×10.3×4cm、4.6×11.5×4cm、4.2×12.6×4cm),以网箱在流速0.3m/s、水流高度为淹没状态(4cm/6cm)下的网箱失稳水毁破坏时间为尺度,得到不同网箱的耐冲刷时间,并拟合出在一定质量下不同长宽比网箱耐冲刷时间,得到最优长宽比。最后将结果与数值模拟结果相对比,验证实验的正确性。
  (2)分析各个网箱基体冲刷失稳后周围河床的冲刷形态,布置坐标系测得网箱周围的冲刷深度,分析网箱周围坐标点的偏移情况,得到网箱失稳的主要影响因素。
  (3)以尺寸宽×长×高分别为11×11×6cm网箱为例进行流场的模拟分析,测取网箱前0.1m、0.2m、0.7m网箱中央及网箱后0.1m的在流速为0.26m/s情况下的流速流场变化情况,分析与同规格实体网箱流场情况的异同之处,了解网箱的冲刷特性。
  (4)模拟分析尺寸宽×长×高分别为11×11×6cm网箱在流速为0.2m/s、0.25m/s、0.3m/s、0.35m/s、0.4m/s、0.45m/s情况下的冲刷深度,拟合流速与冲刷深度曲线,分析流速对冲刷深度的影响情况。
  实验及模拟结果表明:
  (1)网箱冲刷位移变化主要集中在Z轴上,以6cm高网箱为例,网箱基体沿水流方向即Y方向平均移动了-1.55cm;沿X方向(垂直水流方向)平均移动了-0.04cm;其中基体前侧在Y方向上随着宽长比的增大而减小,在X方向的移动表现为微偏性和无规律性。
  (2)各个网箱冲刷形态基本一致,主要为冲刷深度大小及冲刷面积的变化,沿网箱基体周围冲刷形态沿水流方向呈倒开口朝下的抛物线结构,垂直水流方向呈现“W”形,其中冲刷深度最大处位于基体两侧即沿水流方向(Y方向)轴线3、轴线5和轴线7附近。冲刷最大深度出现在基体前两侧角点及网箱前沿处。
  (3)沿水流方向中轴线冲刷表现主要为前部的深度冲刷与尾部的相对凸起。基体尾部由于受网箱防护,避免了水流的直接冲刷,其冲刷主要受尾流漩涡及网箱透水的影响,冲刷深度亦为最小处。冲刷深度最大处出现在水流前侧两翼处。
  (4)整体而言,最优耐耐冲刷模型长宽比为2-2.5之间,受冲刷时间的影响,随着长宽比的增大,其冲刷深度逐渐增长,在到达长宽比为2.5时,其冲刷深度又逐渐减小。
  (5)冲刷坑深度随流速增大而增大的趋势将会变小,为动床冲刷。随着流速的增大,冲刷坑深度也随之在增大,但是冲刷率明显减小。
  (6)整体对于流速而言,在基体前沿部分,网箱相较于实体具有更好的透水性,能够缩小流速的变化速率,从而抑制下切流所造成旋涡的影响。同时,由于网箱的透水性,基体前部较实体基体壅水高度要低许多。
[硕士论文] 徐首民
建筑与土木工程 兰州交通大学 2017(学位年度)
摘要:水是生命之源,生存之本,生态之道。对于城市,更是一条城市发展的生命之脉。随着人口、资本等各种要素向城市高度聚集,城市快速扩展,逐步形成为一个集供水、用水、排水高度一体的区域,城市排洪除涝己经发展成为当今城市化进程中亟需解决的关键问题。为了与城市化相协调,城市排洪体系建设的任务显得越来越重要,保障城市防洪安全的要求也越来越高。
  兰州新区位于秦王川盆地。秦王川盆地属黄土梁峁间盆地地貌类型,盆地北部为低山区,东、西、南三面为低缓黄土丘陵,盆地内主要为冲洪积平原所占据。周边低山及黄土丘陵植被很差,降雨极易产生洪水,但是,由于长期以来经济的底子薄,发展缓慢,新区防洪体系还未建设。随着大规模城市建设的进行和企业的相继入驻,来自新区周边山洪的威胁越来越大。排洪渠工程的建设可以逐步建立新区防洪体系,减少洪水对新区的威胁,保护城市安全,将极大的改善新区投资环境、生活环境、水环境,对提高城市内人民生活水平,引进外资,发展区域经济均起到积极的作用。
  本研究首先探讨了国内外对排洪系统的研究现状,从兰州新区实际情况出发,提出了排洪渠工程项目建设的必要性。结合相关学科理论、兰州新区的总体规划及社会经济条件等多方面因素,通过对设计洪水的分析计算,技术经济比较,综合考虑等确定了新区排洪渠的设计方案,为兰州新区城市排洪渠建设工程做出理论指导,对构建兰州新区的排洪体系,加强城市排洪管理有重要意义,同时对其它城市的排洪体系建设和管理也有一定的参考价值。
  城市排洪渠工程是一个城市基础设施建设项目,对于兰州新区的发展而言,其意义远不止单纯的防洪排涝工程,而是城市持续发展的依托,是将人居环境的改善和生态系统的恢复和谐统一的建设过程,是将城市纳入良性循环的进程。新形势下的如何坚持以全面、协调、可持续的科学发展观,从入水和谐的原则出发,科学的应用相关理论知识来建设城市排洪渠,营造满足现代城市人们需求的城市水环境是兰州新区建设中的重要内容。
[硕士论文] 陈玉丹
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:长江上游航道尤其是宜宾至重庆河段分布大量卵石碍航滩险,其中部分滩险存在明显的卵石沙波运动。长江上游大尺卵石沙波系卵石推移质剧烈运动形态,其尺度可与航道设计水深达同一量级,对长江上游浅滩航道尺度影响较大;而其运动特性的明确则与卵石沙波滩险航道的治理方案的科学确定息息相关。然现有研究关于大型山区河流大尺度卵石沙波运动特性甚少涉及,其发生的时机、条件、尺度、运动速度等难以准确预测,航道通航条件与其响应关系亦无法及时获知,导致航道整治难度较大,效果难以维持,影响长江上游黄金水道的效益发挥。本文基于东溪口水道天然沙动床物理模型试验研究卵石沙波的运动特性,开展卵石沙波的尺度、传播速度等与水流条件的关系研究;根据长江上游筲箕背、螃蟹碛以及斗笠子滩险的卵石沙波原型观测资料,详细分析原型大尺度卵石沙波的尺度分布及运动特征,并讨论卵石沙波运动对航道浅滩的影响及治理对策。
  本研究主要内容包括:⑴基于长江上游大量原始测量资料,分析获得了大尺度卵石沙波的运动及尺度特征,结合动床物理模型试验,验证了卵石沙波形态的判别表达式。研究表明长江上游大尺度卵石沙波基本处于沙垄阶段。⑵动床物理模型试验研究表明,大尺度卵石沙波的波高采用已有的计算公式可获得较好的结果,而波长、坡比以及沙波推进速度表达式并不适用。采用单因素分析的方法逐个分析大尺度卵石沙波与水流条件各参数及床沙粒径的关系,得到了大尺度卵石沙波波长、坡比以及沙波推进速度表达式。根据长江上游实测资料可得模型试验所得表达式可以适用于长江上游斗笠子、螃蟹碛和筲箕背典型卵石沙波。⑶通过典型卵石沙波滩险的实测资料讨论了大尺度卵石沙波对航道的影响,研究表明:螃蟹碛河段和筲箕背河段练家漕中下部的卵石沙波使得航道的航宽航深不足,且妨碍整治方案的实施,对航道影响较大;斗笠子河段和筲箕背河段扯船漕附近的卵石沙波可能影响下游航槽稳定性,经分析目前的影响较小。
[硕士论文] 刘夏忆
水利工程 重庆交通大学 2017(学位年度)
摘要:近年来长江上游水运货运量增长迅速,船型不断增大,地方部门对提升航道等级的需求迫切。长江上游山区河流多弯,水流及泥沙输移特性复杂,航道整治难度较大。本文以长江上游神背嘴急弯分汊河段为典型代表,通过原型观测资料分析和二维水流数学模型,开展急弯分汊弯道水流特性及泥沙输移特性的研究,并分析其与弯道航道条件的关系及其航道治理。
  本研究主要内容包括:⑴对于长江上游的急弯河段,其弯道处横比降整体随流量的增大比降变大。弯顶处航道内横比降变化较小,弯顶的上游部分比降靠近凸岸变化较大,弯顶的下游部分比降靠近凹岸变化较大。0°到30°比降随弯道度数的增加而缓慢减小,30°到40°比降随弯道度数的增加而增大,40°处为弯顶,40°到70°比降随弯道度数的增加而逐渐减小。⑵弯道河段航道纵比降随流量的增大变化绝对值增大,航道左边界(靠近凹岸)整体变化幅度较大,在40°(弯顶处)比降为最大负比降。航道中心线整体变化幅度较小,在60°(有比降为9.5‰的倒坡)处变化明显;航道右边界整体(靠近凸岸)变化幅度趋于平稳,在60°(比降为9.5‰的倒坡)处变化明显。⑶弯曲河段水动力轴线的位置随流量的增加变化不大,随流量的增大水动力轴线越靠近航道中心线。⑷在枯水期,神背嘴弯曲河段航道边界及航道中心线泥沙起动粒径小于河道中值粒径57mm,粒径范围为20~57mm易起动。在多年平均流量下,弯道处小于20mm的推移质易起动;在中水期,弯道处小于40mm的推移质易起动;在洪水期,弯道处小于60mm的推移质易起动。⑸根据神背嘴弯曲段的水动力与泥沙输移分布特性,提出了右槽治理思路,并通过整治与疏浚相结合的综合整治方案;数学模型研究分析表明,整治方案对于弯道水流与泥沙输移的调整有利于航道条件的改善及航道的稳定。
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