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航道疏浚全过程智能监管系统研发

航海技术 2024年第2期 18-21页

作者：庞启秀李怀远王克勤王晓雨庄海辛海霞交通运输部天津水运工程科学研究所港口水工建筑技术国家工程实验室工程泥沙交通运输行业重点实验室天津港(集团)有限公司天津水运工程勘察设计院有限公司

针对疏浚施工,传统监管方式已经不能满足港口智能化管理需求的问题,以“数据监测—模型分析—系统集成—示范应用”为主线,研发疏浚施工全过程智能化管控系统,实时采集及传输疏浚船轨迹和船载传感器数据,实现对疏浚船舶挖泥、运泥、抛... 详细信息

针对疏浚施工,传统监管方式已经不能满足港口智能化管理需求的问题,以“数据监测—模型分析—系统集成—示范应用”为主线,研发疏浚施工全过程智能化管控系统,实时采集及传输疏浚船轨迹和船载传感器数据,实现对疏浚船舶挖泥、运泥、抛泥、正常航行等整个疏浚施工各环节的智能监管,并实现疏浚施工智能化统计分析、航道维护施工建议等功能,进而在天津港北航道及相关水域疏浚提升工程示范应用效果。通过一年多的疏浚施工全过程监管,有效预防了不规范施工现象及安全事故发生,提高了施工现场安全管理水平,也提升了天津港维护疏浚施工的精细化和智能化管理能力,可为其他港口智慧航道建设中的维护疏浚智能监管系统提供参考。

关键词：智慧航道全过程监管系统研发疏浚施工天津港

基于特定源风险评估模型的小麦籽粒铅超标风险预测

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环境科学 2022年第8期43卷 4212-4218页

作者：杨阳李艳玲牛硕陈卫平王天齐王美娥中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室北京100085 中交天津航道局有限公司天津市疏浚工程技术企业重点实验室天津300457 郑州大学河南先进技术研究院郑州450003

系统分析重金属铅(Pb)在“源-土壤-小麦”传输途径中的累积特征是小麦Pb污染防治的关键.以河南省济源市为例,在区域调查的基础上,耦合正定矩阵因子分解法、 Freundlich回归方程和Monte Carlo随机模拟方法,构建特定源风险评估模型(SRAM)... 详细信息

系统分析重金属铅(Pb)在“源-土壤-小麦”传输途径中的累积特征是小麦Pb污染防治的关键.以河南省济源市为例,在区域调查的基础上,耦合正定矩阵因子分解法、 Freundlich回归方程和Monte Carlo随机模拟方法,构建特定源风险评估模型(SRAM),预测不同场景下小麦籽粒Pb累积风险,并结合空间分析方法对区域污染防治措施进行评估和优化.结果表明,大气沉降和磷肥应用是区域农田土壤Pb污染的主要来源,贡献了小麦籽粒Pb超标累积的29.0%.土壤pH和阳离子交换量(CEC)是影响小麦籽粒Pb累积的关键土壤因子.在受大气污染影响显著的高风险区域(研究区西北和西部),通过相关措施提升土壤阳离子交换量(~20 cmol·kg^(-1))可将大气沉降源导致小麦籽粒Pb超标风险从10.5%显著降低至2.39%.

关键词：小麦籽粒 Pb累积风险传输途径评估随机模拟源解析正定矩阵因子分解法(PMF)

基于CFD-DEM方法的挖泥船绞刀导送性能研究

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应用力学学报 2020年第4期37卷 1428-1434,I0004页

作者：张岩松蔡宗熙张凌博苏召斌天津大学机械工程学院天津300350 天津城建大学天津市软土特性与工程环境重点实验室天津300384 中交天津航道有限公司天津市疏浚工程技术企业重点实验室天津300457

为了研究绞吸式挖泥船水下绞吸砂土的效率问题,结合计算流体力学和离散单元法提出了一种研究绞刀绞吸过程的三维数值模拟方法,并且建立了基于绞刀的流体计算域模型和砂土的离散元接触模型。利用这两个模型模拟了砂土被挖泥船绞刀切下以... 详细信息

为了研究绞吸式挖泥船水下绞吸砂土的效率问题,结合计算流体力学和离散单元法提出了一种研究绞刀绞吸过程的三维数值模拟方法,并且建立了基于绞刀的流体计算域模型和砂土的离散元接触模型。利用这两个模型模拟了砂土被挖泥船绞刀切下以及通过管道排出的完整过程,得到了五臂绞刀和六臂绞刀在不同转动速度和横移速度下的绞刀转动功率和导送效率的变化规律,并与实船数据进行了对比。结果表明:转速恒定时,绞刀转动功率和导送效率随着横移速度的增大而逐渐上升;当横移速度恒定时,绞刀转动功率随着转速增大显著上升,而导送效率先上升然后又降低;在不同工况下两种绞刀的转动功率基本相同,但六臂绞刀的导送效率优于五臂绞刀;数值模拟获得的绞刀转动功率和导送效率与实船数据对比误差分别约为15%和25%,验证了本数值模拟方法的可行性。

关键词：绞吸式挖泥船绞刀导送性能数值模拟

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日照港吹填施工中污染物扩散数值分析

水运工程 2018年第A1期 141-144页

作者：李章超杨正军王立强中交天津航道局有限公司天津市疏浚工程技术企业重点实验室天津300457 中交疏浚(集团)股份有限公司北京100088

在海州湾日照港北区港口岸线退岸还海修复整治工程中,拟采用疏浚工程船舶在近海岸进行吹填施工形成黄金海岸,沙滩面积44. 97万m2。针对吹填施工中海沙中的污染物会在海水中扩散而污染海洋环境的问题,对吹填过程中污染物的扩散进行预测... 详细信息

在海州湾日照港北区港口岸线退岸还海修复整治工程中,拟采用疏浚工程船舶在近海岸进行吹填施工形成黄金海岸,沙滩面积44. 97万m2。针对吹填施工中海沙中的污染物会在海水中扩散而污染海洋环境的问题,对吹填过程中污染物的扩散进行预测。采用计算流体动力学(CFD)方法,就近海岸吹填施工中污染物扩散趋势进行数值模拟,分析污染物扩散情况,评价施工方案对海洋环境污染的风险。根据污染物扩散趋势及分析结果,提出防污屏布置方案。实践证明,在吹填工程中应用防污屏能够防止污染物扩散。

关键词：污染物扩散防污屏数值分析 CFD

一种环保的水下封闭扩散式铺砂装置的水力方案设计

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水运工程 2019年第1期 203-207页

作者：李章超杨正军邢德年中交天津航道局有限公司天津市疏浚工程技术企业重点实验室天津300457 中交海洋建设开发有限公司天津300451

在填海造地工程中需要通过吹填完成水下铺砂,以往的施工工艺在进行水下铺砂时容易造成水体污染,同时吹填区铺砂浓度与砂土粒径分布很不均匀。介绍一种环保的水下封闭扩散式铺砂装置,该装置根据水动力学原理设计,采用封闭的扩散式加内部... 详细信息

在填海造地工程中需要通过吹填完成水下铺砂,以往的施工工艺在进行水下铺砂时容易造成水体污染,同时吹填区铺砂浓度与砂土粒径分布很不均匀。介绍一种环保的水下封闭扩散式铺砂装置,该装置根据水动力学原理设计,采用封闭的扩散式加内部导流板的结构形式,实现水下大面积高效率环保铺砂作业。该水下封闭扩散式水力铺砂装置由进口段、扩散段和内部导流板组成。采用计算流体动力学(CFD)方法,以清水为介质对铺砂装置内部流动进行数值模拟,分析不同导流板设置对铺砂装置流动特性、铺砂均匀度的影响。最终设计的水下铺砂装置具有施工环保、结构简单、单程铺砂面积大、铺砂效率高、铺砂均匀等优势。

关键词：封闭式铺砂水下铺砂数值模拟水力设计

超大型绞吸船长吹距黏土混姜结石复杂土质施工工艺

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水运工程 2022年第S2期 73-76,79页

作者：李军王晓萌陈浩中交(天津)疏浚工程有限公司天津300450 天津市疏浚技术企业重点实验室天津300457

以连云港港赣榆港区10万吨级航道延伸段工程施工(HD-SG-2标段)为例,针对绞吸船在长吹距工况下(标准岸管长度7 km)施工4、5级黏土混姜结石的问题,从挖掘工艺、输送工艺两方面进行分析,在施工参数优化方面,在黏土混姜结石工况运用自动挖... 详细信息

以连云港港赣榆港区10万吨级航道延伸段工程施工(HD-SG-2标段)为例,针对绞吸船在长吹距工况下(标准岸管长度7 km)施工4、5级黏土混姜结石的问题,从挖掘工艺、输送工艺两方面进行分析,在施工参数优化方面,在黏土混姜结石工况运用自动挖泥技术,通过多组参数对比分析,实现自动挖泥技术最优施工参数组合;并基于自动挖泥数据,修正施工流速与泥浆密度计算模型以及Durand水力梯度计算模型。结果表明,该技术的成功实施可提高超大型绞吸船长吹距输送黏土混姜结石产能的测算精度,并确定该类土质最优施工参数组合,保证该类土质在管道中输送的平稳性,避免堵管现象发生。

关键词：长吹距自动横移挖掘工艺输送工艺临界流速

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基于硬质黏土切削理论的耙齿切削阻力分析

水运工程 2022年第1期 215-219页

作者：孙守胜钟志生李章超中交天津航道局有限公司天津300461 天津市疏浚工程技术企业重点试验室天津300457

耙头在挖掘硬质黏土时,耙齿切削阻力较大,需要匹配的主机负荷也相应增加,使得工程经济性降低。为了分析硬质黏土切削过程中耙齿切削阻力的大小及变化趋势,优化耙头设计和使用工艺,对一定含水率和标贯击数的硬质黏土进行多工况下耙齿水... 详细信息

耙头在挖掘硬质黏土时,耙齿切削阻力较大,需要匹配的主机负荷也相应增加,使得工程经济性降低。为了分析硬质黏土切削过程中耙齿切削阻力的大小及变化趋势,优化耙头设计和使用工艺,对一定含水率和标贯击数的硬质黏土进行多工况下耙齿水平和垂直切削阻力计算。通过计算模型对2种耙齿切削过程中土体破坏长度和宽度进行计算。结果表明:硬质黏土水平切削阻力受切削深度、切削角度和切削宽度影响较大,受切削速度影响较小;进行硬质黏土切削时,需根据实际工况选择不同类型耙齿。该切削理论计算模型可用于耙头设计和施工工艺参数优化,为船舶施工效率的提升提供了一种理论参考。

关键词：硬质黏土切削耙齿阻力

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舟山饮用水水源地保护综合整治工程

水运工程 2017年第8期 92-96页

作者：何攀王苗苗薛怀军刘贞中交天津航道局有限公司天津300461 中交天航环保工程有限公司天津300461 天津市疏浚工程技术企业重点实验室天津300457

针对舟山水污染日益严重、水生态不断恶化、饮用水水源地保护形势日趋严重的问题,以舟山城北水库水源地保护治理技术方案研究为例,综合分析了城北水库水源地的水质情况及其污染源问题,并提出了相应的治理保护技术措施,包括水库底泥清淤... 详细信息

针对舟山水污染日益严重、水生态不断恶化、饮用水水源地保护形势日趋严重的问题,以舟山城北水库水源地保护治理技术方案研究为例,综合分析了城北水库水源地的水质情况及其污染源问题,并提出了相应的治理保护技术措施,包括水库底泥清淤、库区生态修复治理和入库河道整治等措施,预测可使得水库水质全面达到Ⅲ类标准的水环境功能区划要求,从而有效提高水源地供水的可靠性。

关键词：水源地保护饮用水舟山城北水库水安全

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单耙齿切削黏土机理试验研究

水运工程 2020年第S1期 85-90页

作者：李章超张更生肖博中交天津航道局有限公司天津市疏浚工程技术企业重点实验室天津300457 中交(天津)生态环保设计研究院有限公司天津300461

黏土是疏浚工程中分布广泛且较为难挖的土质。为了分析黏土切削过程中的土体破坏机理,对2种不同含水率的黏土进行二维与三维切削试验研究。试验考虑不同切削角度(30°、45°和60°)和不同切削深度(50、100和150 mm)对黏土切削力的影响... 详细信息

黏土是疏浚工程中分布广泛且较为难挖的土质。为了分析黏土切削过程中的土体破坏机理,对2种不同含水率的黏土进行二维与三维切削试验研究。试验考虑不同切削角度(30°、45°和60°)和不同切削深度(50、100和150 mm)对黏土切削力的影响。通过切削力传感器测得切削过程产生的水平和垂直切削力;并在切削刀具表面不同位置布置压力传感器,测得切削过程中刀具不同位置受到的土体压力;布置摩擦力传感器,测得切削过程产生的摩擦力;在切削过程中观察土体的变形和破坏形态。通过黏土的切削试验,讨论不同的切削参数对黏土切削力的影响,分析黏土切削的土体破坏机理。

关键词：挖泥机具二维切削三维切削黏土切削试验