输水管道压力调控设备边界条件数值方法综述

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作者 张稚萱 马骏 +4 位作者 张煌 董怡豪 徐诗杰 刘琳 张博然 《水利规划与设计》 2025年第4期131-149,共19页

长距离调水是解决水资源分布不均的主要途径,准确的瞬变流计算可以对管道系统的流量与压力进行预测,为输水工程设计和布置提供理论与技术支持,而正确处理调压设备的边界条件是实现准确计算的前提。文章梳理了近40年来关于瞬变流的计算... 长距离调水是解决水资源分布不均的主要途径,准确的瞬变流计算可以对管道系统的流量与压力进行预测,为输水工程设计和布置提供理论与技术支持,而正确处理调压设备的边界条件是实现准确计算的前提。文章梳理了近40年来关于瞬变流的计算方法和常用调压装置边界条件两方面的研究,总结了相关研究的成果和局限性,并提出了可进一步探究的方向建议。研究结果在推动调压设备设计方法,布设准则以及计算方法方面具有参考意义。 展开更多

关键词 输水管道 瞬变流 压力调控 计算方法 边界条件

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新型生态溢水坝水力学特性数值模拟研究

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作者 王娜 周异凡 +3 位作者 周嬴涛 王为群 陈鑫聪 许栋 《水道港口》 2025年第2期219-227,共9页

现行的河道内外水系衔接构筑物主要是水闸和水泵,其占地体积大、专用设备多,无法快速有效地提升补充水体水质。溢水坝作为兼具水利与景观功能的复合型水工建筑物,在河道治理中得到了广泛应用。文章提出一种兼具引水和净水功能的新型生... 现行的河道内外水系衔接构筑物主要是水闸和水泵,其占地体积大、专用设备多,无法快速有效地提升补充水体水质。溢水坝作为兼具水利与景观功能的复合型水工建筑物,在河道治理中得到了广泛应用。文章提出一种兼具引水和净水功能的新型生态溢水坝,通过内外河水位差实现稳定自流补水,提高了生态功效。运用数值模拟手段验证了该坝体引清补水和净化水体的可行性,为景观绿地内生态溢水坝的设计提供参考。 展开更多

关键词 生态溢水坝 水体净化 工程设计 数值模拟

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交汇区水流结构对水温分布特征的影响机理 被引量：1

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作者 肖洋 姚晨欣 +4 位作者 张涛涛 许晨 夏阳 刘佳明 顾姌 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期1-11,共11页

为分析交汇区复杂的水温分布规律及其受水流结构影响的机理,采用Fluent数值模拟软件,通过改变汇流角和汇流比,模拟了不同条件下交汇区的时均流场、紊动特性和水温分布,分析了各工况下交汇区水平面及断面水温分布特征(水温非均匀性指数)... 为分析交汇区复杂的水温分布规律及其受水流结构影响的机理,采用Fluent数值模拟软件,通过改变汇流角和汇流比,模拟了不同条件下交汇区的时均流场、紊动特性和水温分布,分析了各工况下交汇区水平面及断面水温分布特征(水温非均匀性指数)和水流结构特征参量(紊动能和涡量)间的关系,探究了不同水流结构对水温分布的影响机理。结果表明:水流剪切影响热掺混层的位置,二次环流影响热掺混层的形态;汇流角或汇流比越大,断面非均匀指数越小,水温掺混越快,热掺混层随剪切层位置的改变越靠近外岸壁(交汇口对侧壁面),热掺混层弯曲程度随二次环流强度增大而增大;紊动能及涡量与断面非均匀指数之间呈现良好的线性关系。 展开更多

关键词 河流交汇区 水温分布特征 水流结构 数值模拟

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黄河-渭河交汇处水流结构与河道演变实测结果分析 被引量：1

4

作者 林昊 张汇明 +4 位作者 张同强 徐磊 王平 万安 凌宇翔 《水电能源科学》 北大核心 2024年第6期68-72,共5页

黄河-渭河交汇处是黄河流域典型的大型河道交汇处之一,亦是中下游水动力和泥沙输移的重要控制节点。为进一步认识该处大宽深比、高含沙、复杂地形条件下的三维水流结构及河道演变规律,运用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)对该交汇处15个横... 黄河-渭河交汇处是黄河流域典型的大型河道交汇处之一,亦是中下游水动力和泥沙输移的重要控制节点。为进一步认识该处大宽深比、高含沙、复杂地形条件下的三维水流结构及河道演变规律,运用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)对该交汇处15个横断面的流场进行现场测量,采用动能校正系数(α)和动量校正系数(β)分析水动力调整过程。通过遥感影像数据提取河道平面形态,分析交汇处及上下游的河道演变规律。结果表明,黄河-渭河交汇处可观测到明显的停滞区、最大流速区、流速恢复区等水动力特征区;拐角处未发现明显分离区,主要是因为该处河道过渡平顺。黄河与渭河交汇初期,由于流速差异大和河道缩窄导致流速不均匀性较强,α、β分别约为1.5、1.2,随着河道向下游展宽,流速不均匀性迅速减小。交汇处断面内存在较强的二次流,其流速可达主流流速的1/8,并向下游衰减。遥感研究表明交汇处所属黄河河段不稳定,且存在顶点的岸线淤长和对岸的岸线后退现象。 展开更多

关键词 黄河-渭河 河流交汇 ADCP 水流结构 二次流 河道演变

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泵站过流能力校核系统开发及应用 被引量：1

5

作者 陈红 何汶远 刘云 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期166-170,共5页

泵站长期运行阻力加大、出流能力减弱,影响城市排涝。基于Python编程语言和数字图像技术,开发了一套泵站过流能力校核评估系统,运用摄像机实时采集轴流泵电压表、电流表数据,同步采用超声波多普勒剖面仪、雷达水位计实时测量泵站出口流... 泵站长期运行阻力加大、出流能力减弱,影响城市排涝。基于Python编程语言和数字图像技术,开发了一套泵站过流能力校核评估系统,运用摄像机实时采集轴流泵电压表、电流表数据,同步采用超声波多普勒剖面仪、雷达水位计实时测量泵站出口流量和扬程。针对复杂流态、环境噪声干扰下流量数据偏差大的问题,建立了移动中值滤波法,并利用贝塞尔插值进行数据填充,有效提升了流量数据的准确性。实践应用于泵站出流能力校核,测得该泵站相同功率和相同扬程条件下出流能力均较理论值下降。 展开更多

关键词 轴流泵 过流能力 ADCP 图像识别

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内河航道岸线守护软体排变形监测系统框架设计

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作者 魏祥龙 刘菁 +3 位作者 左利钦 陆永军 黄茗 袁赛瑜 《水电能源科学》 北大核心 2024年第9期185-189,共5页

构建软体排变形监测系统是实现内河航道智能化的重要举措。针对软体排变形监测系统的复杂性,从硬件与软件系统构成入手,提出了软体排变形监测系统框架包括变形监测、数据可视化及变形分析三部分,利用分布式光纤、渗压计及柔性位移计进... 构建软体排变形监测系统是实现内河航道智能化的重要举措。针对软体排变形监测系统的复杂性,从硬件与软件系统构成入手,提出了软体排变形监测系统框架包括变形监测、数据可视化及变形分析三部分,利用分布式光纤、渗压计及柔性位移计进行多源监测,并构建了基于多源监测数据的变形交叉验证与识别方法,将处理后的监测数据载入基于LabVIEW和Matlab混合编程的变形分析系统,实现了多源监测的展示、分析与变形识别。研究结果可为内河航道整治建筑物服役状态的监测、预警及系统开发提供参考。 展开更多

关键词 航道整治 软体排 变形监测 智能航道 LabVIEW

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基于SBAS-InSAR的城市地面沉降特征及其与易涝点关系分析

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作者 刘桓语 吴臻 +4 位作者 余煌浩 陈广成 肖洋 李匡 李彬权 《人民珠江》 2025年第1期40-49,共10页

在全球气候变化背景下极端暴雨事件频发,很多城市出现严重内涝,造成人民生命财产巨大损失。为分析沿海城市地面沉降与内涝之间的联系,以广州市南沙区为例,选择2017—2023年20景哨兵1号影像为数据源,利用SBAS-InSAR技术分析地面沉降特征... 在全球气候变化背景下极端暴雨事件频发,很多城市出现严重内涝,造成人民生命财产巨大损失。为分析沿海城市地面沉降与内涝之间的联系,以广州市南沙区为例,选择2017—2023年20景哨兵1号影像为数据源,利用SBAS-InSAR技术分析地面沉降特征,对地面易涝点时序沉降量与降水量、积水深度、积水持续时间等进行相关性分析。结果表明:①南沙区平均沉降速率为1.363 mm/a,沉降区域主要位于河流沿岸、施工区域、围垦区域,6 a平均累计沉降量为-10.05 mm,沉降剧烈区域有扩大趋势;②区域季节强降水可以在一定程度上缓解地面沉降,下沉或平稳类易涝点沉降时序过程与降水量的季节变化同步,且降水量季节性越明显,下沉趋势越平缓;③城市化进程和自然地理条件共同作用于地表形变,南沙区强降雨引发的易涝点主要包括局部低地,立交桥底、地铁隧道口,以及排水管道系统设置不合理或超过排泄能力等3种类型。针对各易涝点地表形变时间演变特征和积水影响程度,分别溯源其内涝诱发原因,为进一步提出防治对策措施提供了参考。 展开更多

关键词 哨兵1号 SBAS-InSAR 时序形变 积水深度 降水量

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基于SPI-RRV指数中国气象干旱及其风险时空演变特征研究 被引量：4

8

作者 杨肖丽 罗定 +4 位作者 叶周兵 谢灵枫 任立良 江善虎 袁山水 《水资源保护》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期44-51,共8页

为全面揭示变化环境下我国多维气象干旱特征,耦合气象干旱指数(SPI)和可靠性-回弹性-脆弱性(RRV)指数,提出了一种基于SPI-RRV指数的干旱风险评价方法,定量评价了中国气象干旱及其风险的时空演变特征。结果表明:SPI-RRV指数具有特征稳定... 为全面揭示变化环境下我国多维气象干旱特征,耦合气象干旱指数(SPI)和可靠性-回弹性-脆弱性(RRV)指数,提出了一种基于SPI-RRV指数的干旱风险评价方法,定量评价了中国气象干旱及其风险的时空演变特征。结果表明:SPI-RRV指数具有特征稳定和时空可比性强的特点,能够较为准确地评估气象干旱风险时空演变特征;南方平均干旱栅格比、干旱月占比和频次大于北方,湿润区和半湿润区干旱历时短、烈度大,半干旱区和干旱区干旱历时长、烈度相对较小;干旱高风险区转移具有显著年代际变化规律,空间上从西北向西南地区转移。 展开更多

关键词 气象干旱 标准化降水指数 可靠性-回弹性-脆弱性指数 干旱风险

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折板倾角对深隧入流对称型折板式竖井水力特性影响研究

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作者 陈珺 梁培德 +1 位作者 曾睿 陆迎香 《中国农村水利水电》 2025年第5期195-200,共6页

在全球气候变暖,城镇化率升高的背景下,极端暴雨对现有的城市排水系统带来了巨大的挑战。为应对城市内涝,深层隧道排水系统被越来越多的应用于大型城市中,而入流竖井是该排水系统重要的组成部分。为分析折板倾角对深隧入流对称型折板式... 在全球气候变暖,城镇化率升高的背景下,极端暴雨对现有的城市排水系统带来了巨大的挑战。为应对城市内涝,深层隧道排水系统被越来越多的应用于大型城市中,而入流竖井是该排水系统重要的组成部分。为分析折板倾角对深隧入流对称型折板式竖井水力特性的影响,基于Realizable k-ε模型和VOF方法建立了三维紊流数学模型,分别对折板倾角为0°、8°、10°和12°的竖井进行数值模拟,得到无量纲流量(Q^(*))为0.056~0.168时,竖井的水流流态、流速分布、压强分布和竖井消能率。结果表明,随着折板倾角的增大,水流流态呈现撞壁受限流-临界流-自由跌流的转变,折板间壅水高度减小,气体占比上升,泄流量增加;水流在折板间摆动幅度减小,掺混程度减弱,导致折板前缘水流流速增加。竖井壁面压强主要由静水压强和动水压强组成,静水压强是主要影响因素,随着倾角增加,压强随之减小。折板倾角对竖井消能率的影响随流量发生变化,大流量泄流工况下竖井的消能率要低于小流量工况。小流量泄流时,水流直接跌落在折板上,消能率随折板倾角的增大而减小;大流量泄流时,水流直冲对侧井壁,消能效果降低,故折板倾角增加,消能率先增大后减小。研究成果可为深隧工程中的竖井折板倾角的设计提供参考。 展开更多

关键词 对称型折板式竖井 折板倾角 数值模拟 水力特性 消能率

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洪泽湖出入流格局变化下汛期起调水位抬升影响研究

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作者 陈震宇 王玲玲 +2 位作者 徐津 朱大伟 唐洪武 《河海大学学报(自然科学版)》 2025年第3期15-21,29,共8页

为研究洪泽湖在新的出入流格局下,汛期起调水位抬升对洪泽湖湖区水位及运行调度的影响,构建二维水动力模型分析了起调水位抬升和环湖工程组合条件下湖区蒋坝水位的变化特征,并根据洪泽湖滞洪区调度规则给出了不同来水与环湖工程组合条... 为研究洪泽湖在新的出入流格局下,汛期起调水位抬升对洪泽湖湖区水位及运行调度的影响,构建二维水动力模型分析了起调水位抬升和环湖工程组合条件下湖区蒋坝水位的变化特征,并根据洪泽湖滞洪区调度规则给出了不同来水与环湖工程组合条件下汛期起调水位的建议值。结果表明:现状起调水位(12.5 m)下,入海水道二期工程可显著降低蒋坝峰值水位;冯铁营引河工程在入海水道工程协同作用下对蒋坝水位几乎没有影响;对于2007年量级洪水,起调水位小于或等于14.0 m不会增大湖周滞洪区洪水风险,洪泽湖汛期起调水位可上调1.0~1.5 m;百年一遇洪水下起调水位小于或等于14.0 m将不改变蒋坝峰值水位,但起调水位抬升会使滞洪区提前破圩,在不增大滞洪区洪水风险前提下起调水位可上调0.5~1.0 m。 展开更多

关键词 入海水道二期工程 冯铁营引河工程 汛期起调水位 洪泽湖

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光滑床面上智能泥沙颗粒弱起动过程试验研究

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作者 马崟凯 及春宁 +2 位作者 许栋 谭红唯 冉启华 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期16-23,共8页

为揭示泥沙起动的微观力学机制,通过在圆球中植入无线陀螺仪传感器制作智能泥沙颗粒,进行明渠水槽起动试验,结合视觉测量技术,实时采集颗粒位移、速度、加速度、角速度等高频数据,研究不同来流流速对粗颗粒泥沙弱起动过程影响的动力机... 为揭示泥沙起动的微观力学机制,通过在圆球中植入无线陀螺仪传感器制作智能泥沙颗粒,进行明渠水槽起动试验,结合视觉测量技术,实时采集颗粒位移、速度、加速度、角速度等高频数据,研究不同来流流速对粗颗粒泥沙弱起动过程影响的动力机制。试验发现,粗颗粒泥沙起动是一个平动和转动叠加的复杂动力过程,呈现出绕流脱涡激励下的横流向和顺流向摆动及周期性转动等运动模式,具体模式和颗粒雷诺数密切相关,试验工况中,颗粒雷诺数为386时横流向摆动现象最显著。基于测量数据,进一步分析了颗粒起动过程中的冲量和动能特性。 展开更多

关键词 智能泥沙颗粒 颗粒雷诺数 泥沙起动 水槽试验

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河岸边坡对抛投沙袋落点规律影响的试验研究

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作者 肖洋 高杰 +3 位作者 张涛涛 李一彤 袁康 许晨 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2024年第3期45-50,72,共7页

通过概化水槽试验,分析了有河岸边坡情况下开底驳船和翻板船抛投沙袋的漂移、偏移落距和落点范围规律,并研究了不同抛投方式的影响。试验结果表明:河岸边坡的存在会导致沙袋发生滑动或滚动,增加沙袋的漂移和偏移落距,且坡度越大,沙袋在... 通过概化水槽试验,分析了有河岸边坡情况下开底驳船和翻板船抛投沙袋的漂移、偏移落距和落点范围规律,并研究了不同抛投方式的影响。试验结果表明:河岸边坡的存在会导致沙袋发生滑动或滚动,增加沙袋的漂移和偏移落距,且坡度越大,沙袋在顺水流方向的落点越分散;沙袋平均漂移落距随流速的增大而增大,流速较大时,边坡坡度变化对沙袋漂移落距影响较小,流速较小时,开底驳船抛投时沙袋平均漂移落距随边坡坡度的增大而增大,翻板船抛投沙袋在顺水流方向的落点越集中;开底驳船抛投方式比翻板船抛投方式的沙袋落点更分散,但落点范围相差不大。 展开更多

关键词 沙袋 抛投方式 落点 河岸边坡

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光纤传感监测护底软体排的可行性探讨 被引量：2

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作者 魏祥龙 杨海亮 +3 位作者 左利钦 陆永军 杨涵苑 袁赛瑜 《水电能源科学》 北大核心 2023年第12期147-151,共5页

软体排是长江中下游主要的洲滩守护结构,而水流冲刷作用易引起排体的变形,影响其守护效果。针对水下护底软体排变形监测的难点,通过开展室内试验,探讨光纤传感监测软体排的可行性。研究结果表明,排体拉伸变形的初始阶段(小于20 mm),应... 软体排是长江中下游主要的洲滩守护结构,而水流冲刷作用易引起排体的变形,影响其守护效果。针对水下护底软体排变形监测的难点,通过开展室内试验,探讨光纤传感监测软体排的可行性。研究结果表明,排体拉伸变形的初始阶段(小于20 mm),应变实测值与理论值偏差较小;拉伸长度大于20 mm时,各测点的误差率呈指数型增长,定点处光缆与排体的固定效果决定了拉伸变形的监测精度;光纤传感对弯曲变形的定位精度为3倍的定点距离,集中受力区域(如冲刷坑边缘)会引起光纤的正应变;光纤传感具备监测柔性护滩结构拉伸变形的可行性,但应用该技术时,需考虑传感光纤与软体排变形的耦合性、沉排施工的破坏性及施工工序的复杂性等。该研究结果可为软体排服役状态监测及健康诊断技术的研发提供参考。 展开更多

关键词 软体排 航道整治 变形监测 光纤传感

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软体排塌陷弯曲变形的应变响应特征分析 被引量：2

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作者 魏祥龙 尹书冉 +3 位作者 夏志康 杨涵苑 左利钦 林青炜 《水运工程》 北大核心 2023年第8期90-95,138,共7页

软体排是长江中下游航道主要的洲滩防护结构,其变形的应变响应特征对评估分析软体排服役状态具有重要意义,目前对此研究较少。针对目前软体排塌陷变形应变响应特征研究存在的难点,开展模型试验,研究软体排塌陷弯曲变形下的应变响应特征... 软体排是长江中下游航道主要的洲滩防护结构,其变形的应变响应特征对评估分析软体排服役状态具有重要意义,目前对此研究较少。针对目前软体排塌陷变形应变响应特征研究存在的难点,开展模型试验,研究软体排塌陷弯曲变形下的应变响应特征,并提出排体塌陷变形的识别方法。结果表明:排体塌陷变形时断面应变呈“双峰”型的分布特征;该分布特征是由于内部排体弯曲变形并向内卷缩,通过定点处的固定作用带动光纤受压,导致该部分感测光纤呈现负应变而形成。 展开更多

关键词 软体排 塌陷变形 光纤传感 应变响应

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