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泥沙淤积环境下清淤置换模块设计及检测效率分析

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清华大学学报（自然科学版） 2023年第7期63卷 1104-1112页

作者：李佳龙陈永灿李永龙王皓冉谢辉清华四川能源互联网研究院成都610071 西南石油大学土木工程与测绘学院成都610500 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 清华大学电子工程系北京100084

针对泄水消能建筑物水底泥沙淤积、水体能见度差导致的水下检测难题,该文研究了一种适用于积淤水底、浑浊水质条件的清淤置换模块,并对其机构设计和检测效率进行分析。基于水底泥沙起动条件与淹没式水射流特性,运用Euler多相流模型对清... 详细信息

针对泄水消能建筑物水底泥沙淤积、水体能见度差导致的水下检测难题,该文研究了一种适用于积淤水底、浑浊水质条件的清淤置换模块,并对其机构设计和检测效率进行分析。基于水底泥沙起动条件与淹没式水射流特性,运用Euler多相流模型对清淤置换模块进行水动力分析,并通过水沙两相流数值仿真和实物试验相结合的方式对比分析。该文验证了清淤置换模块中升降机构的必要性,得出置换检测壳体底部离沙高度为60 mm时,机器人清淤检测效率最高,可在1.56 s内将检测区域内厚度为100 mm的淤积泥沙清除90%,完成清淤-检测作业的总用时为9.56 s。清淤置换模块的推广应用可显著提升现有水下机器人的环境适应性和检测能力,推动水下检测技术的发展。

关键词：泄水消能建筑水下机器人清淤置换模块泥沙淤积清淤检测效率

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泥沙淤积对三峡水库9月分旬蓄水的影响

水力发电学报 2008年第3期27卷 110-114页

作者：邓金运李义天陈建甘富万武汉大学水资源与水电工程国家重点实验室武汉430072

采用9月分旬蓄水的方式,可以较好的应对三峡水库汛后提前蓄水时特大洪水的可能威胁。但随着水库运用时间的增加,泥沙淤积将造成大量库容损失,9月分旬控制水位确定时必须要考虑泥沙淤积的影响。本文通过水库泥沙淤积计算,考虑了泥沙淤积... 详细信息

采用9月分旬蓄水的方式,可以较好的应对三峡水库汛后提前蓄水时特大洪水的可能威胁。但随着水库运用时间的增加,泥沙淤积将造成大量库容损失,9月分旬控制水位确定时必须要考虑泥沙淤积的影响。本文通过水库泥沙淤积计算,考虑了泥沙淤积造成的库容损失,对三峡水库9月分旬控制水位进行了深入研究。结果表明,与不考虑泥沙淤积情况下的分旬蓄水相比,考虑泥沙淤积的9月分旬蓄水进一步降低了可能的防洪风险,虽然水库发电效益略有减小,但影响不大。

关键词：河流泥沙工程学三峡水库泥沙淤积分旬控制水位防洪

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泥沙淤积与洞庭湖调蓄量变化

水利学报 2000年第12期31卷 48-52页

作者：李义天邓金运孙昭华李荣武汉大学水沙科学教育部重点实验室湖北武汉430072

本文通过实测资料分析并比较了洞庭湖八十年代和六十年代调蓄量 ,在相同的入湖流量和出口城陵矶水位的条件下 ,得到汛期高水位时八十年代调蓄量大于六十年代的认识 .调蓄量增大的主要原因是由于螺山至汉口河段的大量淤积 ,城陵矶附近长... 详细信息

本文通过实测资料分析并比较了洞庭湖八十年代和六十年代调蓄量 ,在相同的入湖流量和出口城陵矶水位的条件下 ,得到汛期高水位时八十年代调蓄量大于六十年代的认识 .调蓄量增大的主要原因是由于螺山至汉口河段的大量淤积 ,城陵矶附近长江干流的洪水位不断抬升 ,造成相同水位下洞庭湖出流量大幅度减少 .上述调蓄量的增大 ,对降低长江中游河段水位起到积极的作用 ,但同时加重了湖区的防洪压力 .

关键词：调蓄量泥沙淤积洪水位

三峡水库不同类型支流河口泥沙淤积成因及趋势

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地理学报 2019年第1期74卷 131-145页

作者：朱玲玲许全喜鄢丽丽长江水利委员会水文局武汉430010 镇江市长江河道管理处镇江202003

为揭示三峡水库库区不同类型支流河口泥沙淤积的内在机理和变化趋势,本文充分利用水文、泥沙、固定断面和河道地形等原型观测资料,从支流水沙输移规律和河口局部水沙分布特征出发,研究了不同类型支流河口段泥沙淤积规律及主要影响因素... 详细信息

为揭示三峡水库库区不同类型支流河口泥沙淤积的内在机理和变化趋势,本文充分利用水文、泥沙、固定断面和河道地形等原型观测资料,从支流水沙输移规律和河口局部水沙分布特征出发,研究了不同类型支流河口段泥沙淤积规律及主要影响因素的作用机理,探讨其淤积趋势及形成拦门沙的风险。结果表明:三峡水库蓄水后,库区不同类型支流河口普遍淤积,淤积范围及河道形态的变化各有特点;水库蓄水造成水动力条件减弱是河口泥沙淤积的根本原因,淤积幅度和范围主要取决于干支流来沙量和局部河势。在干支流来沙均明显减少的情况下,三峡水库库区支流河口泥沙淤积速度显著下降,形成拦门沙坎的可能性较小。

关键词：三峡水库磨刀溪香溪河顶托作用泥沙淤积

官坝河泥石流发育特征及对四川邛海的泥沙淤积效应

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地理学报 2018年第1期73卷 81-91页

作者：魏学利陈宁生中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院乌鲁木齐830006 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041

晚新生代以来青藏高原的强烈隆升造成青藏高原东南边界形成大量的构造断裂,同时构造拉伸和挤压作用也塑造了许多构造断陷湖泊。近年来很多湖泊的面积和深度逐渐减小,对当地生态环境和社会经济发展带来极大影响。选取青藏高原东南缘的西... 详细信息

晚新生代以来青藏高原的强烈隆升造成青藏高原东南边界形成大量的构造断裂,同时构造拉伸和挤压作用也塑造了许多构造断陷湖泊。近年来很多湖泊的面积和深度逐渐减小,对当地生态环境和社会经济发展带来极大影响。选取青藏高原东南缘的西昌邛海流域为研究区,探讨邛海北岸官坝河泥石流发育特征及对邛海的泥沙淤积效应。研究发现:(1)官坝河泥石流暴发频率高且规模大,崩塌滑坡和面源侵蚀是泥石流最主要的固体物质来源,动储量约为428.03万m^3;(2)山洪泥石流的频繁发生是邛海泥沙淤积的主要原因,而频繁地震和强降雨耦合作用控制着区域山洪泥石流活动,预测邛海流域泥石流活动仍将频繁发生,泥沙淤积问题更加严重;(3)自1950年以来,邛海流域泥沙淤积速率约为17.09 mm/a,如按当前淤积速率推算,邛海的寿命将仅约为600年左右;(4)建议对官坝河流域实施工程治理和生物防护相结合的综合治理,并加强流域管理和宣传培训等行政法治管理。该成果可为邛海流域综合规划管理和防灾减灾提供参考依据,有助于揭示青藏高原东南缘湖泊逐渐萎缩的真正原因和控制要素。

关键词：青藏高原西昌官坝河泥石流四川邛海泥沙淤积构造断陷湖泊

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电站取水河段长时段的泥沙淤积特性研究

四川大学学报（工程科学版） 2016年第S2期48卷 45-51页

作者：唐勇聂锐华周晓泉陈日东裴军四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室水利水电学院四川成都610065

针对现有2维水沙模型在计算长时段泥沙运动方面存在的计算效率较低和精度不足的问题,采用隐式与显式结合方式建立可用于长时段计算的2维水沙模型。采用基于欧拉-拉格朗日方法(ELM)的隐式格式对水流方程进行初步求解,然后采用显式迭代修... 详细信息

针对现有2维水沙模型在计算长时段泥沙运动方面存在的计算效率较低和精度不足的问题,采用隐式与显式结合方式建立可用于长时段计算的2维水沙模型。采用基于欧拉-拉格朗日方法(ELM)的隐式格式对水流方程进行初步求解,然后采用显式迭代修正流场与水位,最后根据流场采用TVD格式求解泥沙模块。将该模型应用于昭化电站取水河段水沙模拟并对该河段多年后的河床冲淤情况进行预测。结果表明:水流模型计算不同频率洪水下取水口的水位和流速与物理模型结果基本一致;泥沙冲淤与模型试验结果宏观上较为吻合;随着电站运行年限的增加,取水口附近河床有一定泥沙淤积主要集中在左岸与中部;昭化水电站在"拉沙"方案下运行可有效降低取水口附近的泥沙淤积高程。

关键词：取水口河床演变泥沙淤积算法

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水沙条件变化对三峡水库泥沙淤积的影响

水力发电学报 2008年第2期27卷 97-102页

作者：陈建李义天邓金运甘富万谢葆玲武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室

三峡水库上游来水来沙变化必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。本文运用一维及二维泥沙数学模型计算分析了上游水沙条件变化对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,一维计算结果表明,90年代相对于60年代来沙变少变细后,三峡水库的淤... 详细信息

三峡水库上游来水来沙变化必然影响水库淤积发展过程,进而影响航运状况。本文运用一维及二维泥沙数学模型计算分析了上游水沙条件变化对三峡水库泥沙淤积及航运的影响,一维计算结果表明,90年代相对于60年代来沙变少变细后,三峡水库的淤积发展过程将明显减慢,淤积部位偏下,并且平衡淤积量也相对于60年代水沙情况下减小;上游建库的综合作用将延缓三峡水库的淤积发展过程,上游建库情况下,变动回水区河段在三峡水库运用40年内不会出现泥沙淤积问题;重庆河段整体呈现冲的趋势,100年内基本不发生淤积。二维计算结果表明,相对于上游无库情况下,上游干流建库后,重庆河段长江干流泥沙淤积量及淤积厚度明显减少,甚至出现冲刷,航运条件明显改善;金沙碛河段受上游干流建库影响较小,仍会出现碍航问题,需要进一步整治。

关键词：河流泥沙工程学泥沙淤积航运三峡水库水沙条件变化

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三峡水库汛期泥沙淤积对坝前水位的滞后响应

水科学进展 2019年第4期30卷 528-536页

作者：唐小娅童思陈许光祥黄国鲜王涛重庆交通大学河海学院重庆400074 国家内河航道整治工程技术研究中心重庆400074 中国环境科学研究院北京100012 长江重庆航运工程勘察设计院重庆401147

河床演变中普遍存在着滞后现象,而以往的三峡水库泥沙研究对滞后现象鲜有考虑。为深入认识三峡水库运行带来的泥沙淤积特征,建立了考虑上游来沙和坝前水位双重影响的泥沙淤积滞后响应模型。基于2003—2017年实测水沙资料,分析了三峡入... 详细信息

河床演变中普遍存在着滞后现象,而以往的三峡水库泥沙研究对滞后现象鲜有考虑。为深入认识三峡水库运行带来的泥沙淤积特征,建立了考虑上游来沙和坝前水位双重影响的泥沙淤积滞后响应模型。基于2003—2017年实测水沙资料,分析了三峡入库水沙特性及汛期泥沙淤积特点,利用滞后响应模型探究了汛期泥沙淤积的滞后规律。结果表明:2003—2012年入库水沙呈现“大水带大沙,少水带少沙”的特点,汛期淤积随坝前水位抬升而增加;2013—2017年入库水沙关系的一致性发生变化,受上游梯级库群拦沙影响,汛期淤积减缓。三峡水库汛期累计淤积与5年线性叠加坝前水位之间有较好的相关关系,汛期淤积不仅与当年来沙和坝前水位运行有关,也与前4年的来沙和坝前水位调度有关。

关键词：泥沙淤积滞后响应叠加坝前水位三峡水库

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三峡水库泥沙淤积滞后响应规律

工程科学与技术 2021年第5期53卷 81-88页

作者：张为李昕任金秋武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

滞后性是河流系统自动调整的重要特征之一,以往对于三峡水库泥沙淤积滞后响应规律的研究相对较少。本文采用实测资料分析与滞后响应模型等理论模型研究相结合的方法研究三峡水库泥沙淤积响应规律。首先,统计三峡水库蓄水以来水沙条件及... 详细信息

滞后性是河流系统自动调整的重要特征之一,以往对于三峡水库泥沙淤积滞后响应规律的研究相对较少。本文采用实测资料分析与滞后响应模型等理论模型研究相结合的方法研究三峡水库泥沙淤积响应规律。首先,统计三峡水库蓄水以来水沙条件及泥沙淤积特性变化,分析梯级水库蓄水对三峡水库水沙条件及库区泥沙淤积的影响,在此基础之上,通过考虑入库流量、含沙量、泥沙中数粒径以及坝前水位优化已有的库区泥沙淤积滞后响应模型。从已有的及优化后的模型模拟结果可以看出:1)优化后的泥沙淤积滞后响应模型能够更好地模拟梯级水库蓄水后三峡水库泥沙淤积的过程;2)梯级水库蓄水后,三峡水库来水来沙变幅减小,来沙更加集中在汛期,河道调整速率加剧,河道调整的时间尺度有所缩短,表现为三峡水库泥沙淤积滞后响应年限从前期4 a缩短到前期3 a;3)梯级水库蓄水后,入库含沙量对于库区泥沙淤积过程的影响权重有所增加,对入库流量及坝前水位对库区泥沙淤积过程的影响权重降低。三峡水库泥沙淤积过程存在滞后性,本文采用优化后的三峡水库泥沙淤积滞后响应模型分析得到梯级水库蓄水后,三峡水库入库来沙更加集中在汛期,三峡水库泥沙淤积滞后响应年限缩短,入库含沙量对于库区泥沙淤积的影响占比增加。

关键词：三峡水库滞后响应模型泥沙淤积