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堆石矮堰清水冲刷历时发展特性

水科学进展 2022年第4期33卷 648-658页

作者：张文王路杨克君刘兴年聂锐华四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

堆石矮堰是常用的“生态友好型”河道整治建筑物。水流经过堆石矮堰会在其周围产生冲刷,威胁其结构安全。为了提高堆石矮堰清水冲刷尺度的预测精度,基于室内水槽试验研究了堆石矮堰清水冲刷的历时发展特性,分析了水流强度、矮堰淹没度... 详细信息

堆石矮堰是常用的“生态友好型”河道整治建筑物。水流经过堆石矮堰会在其周围产生冲刷,威胁其结构安全。为了提高堆石矮堰清水冲刷尺度的预测精度,基于室内水槽试验研究了堆石矮堰清水冲刷的历时发展特性,分析了水流强度、矮堰淹没度和矮堰透水性对冲刷尺度发展过程的影响。结果表明:清水冲刷条件下,堆石矮堰下游冲刷坑在试验初期发展迅速,随后逐渐变缓;在冲刷发展的任一时刻,冲刷深度和冲刷长度随水流强度的增大而增加,随矮堰淹没度的增大而减少,矮堰透水性的增大使冲刷长度增加,使冲刷深度减少;随着冲刷的发展,冲刷坑纵剖面形态逐渐收敛,其面积与冲刷深度和冲刷长度的乘积线性正相关。基于理论分析和试验数据,提出了堆石矮堰历时清水冲刷深度、长度、体积的计算公式,可用于指导堆石矮堰冲刷设计。

关键词：河流修复堆石矮堰清水冲刷历时发展

考虑闸门实际运行的雅砻江下游梯级水库联合防洪优化调度

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四川大学学报（工程科学版） 2014年第4期46卷 20-25页

作者：王靖鄢尚陈仕军黄炜斌李基栋四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

针对当前梯级水库防洪调度侧重以水库为基本单元的算法研究且较少考虑闸门实际运行的问题,提出基于闸门运行调度规则和多步次逐步优化(MSPOA)算法的防洪调度模型。根据水库实际情况建立闸门数字化代表性组合策略,采用MSPOA优化计算各梯... 详细信息

针对当前梯级水库防洪调度侧重以水库为基本单元的算法研究且较少考虑闸门实际运行的问题,提出基于闸门运行调度规则和多步次逐步优化(MSPOA)算法的防洪调度模型。根据水库实际情况建立闸门数字化代表性组合策略,采用MSPOA优化计算各梯级水库的泄洪流量,应用2分法在组合策略中进行快速定位,通过2次计算确定各道闸门的准确开度进而实现泄洪流量的闸门分配。对2场典型洪水的优化结果显示:MSPOA计算时间较POA分别减小43.2%、64.0%,收敛速度更快,且能有效克服局部最优缺陷;配合组合策略进行闸门调度,满足了实际要求,提高了计算效率,具有很好的实用性和可操作性。

关键词：水库防洪调度闸门雅砻江

陡坡河道透过性坝阻水效应及沿程水深预测方法

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工程科学与技术 2021年第6期53卷 175-184页

作者：桂子钦刘超黄尔刘兴年四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

透过性坝是一种泥石流防治工程措施。对于少沙陡坡河道,透过性坝主要发挥其阻水功能。通过开展概化模型试验,研究陡坡河道透过性坝的阻水效应。在不同坝体透水率与上游流量下,测量透过性坝上游自由出流区、坝前壅水区和下游水流充分发... 详细信息

透过性坝是一种泥石流防治工程措施。对于少沙陡坡河道,透过性坝主要发挥其阻水功能。通过开展概化模型试验,研究陡坡河道透过性坝的阻水效应。在不同坝体透水率与上游流量下,测量透过性坝上游自由出流区、坝前壅水区和下游水流充分发展区的水深。建立了上游自由出流区与下游水流充分发展区的水深预测模型。基于能量方程,提出了坝前壅水区沿程水深计算模型与壅水区长度预测方法。结果表明:坝体透水率和上游流量是影响坝前水深与壅水范围的2个关键参量。当透水率越小或上游流量越大时,坝前水深越大且壅水范围也越大。下游水流充分发展区水深主要与下泄流量和河道过流条件有关。采用30组试验数据对上游自由出流区水深、坝前壅水区长度与沿程水深及下游水流充分发展区水深的预测公式进行验证,表明公式可准确预测上游自由出流区、坝前壅水区、下游水流充分发展区的水深及壅水长度。研究成果实现了透过性坝沿程水深、壅水区长度的准确预测,预测结果可为少沙陡坡河道中透过性坝的结构设计提供理论支撑。

关键词：透过性坝阻水效应坝体透水率壅水长度计算方法

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滑坡涌浪的初始形态及其衰减规律的研究

水利学报 2016年第6期47卷 816-825页

作者：岳书波刁明军王磊四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

通过滑坡涌浪模型试验,运用高速摄像机记录滑坡入水形成涌浪的过程,并采用多功能监测系统测量滑坡涌浪形成后沿程传播的水位变化过程线,揭示了滑坡涌浪的初始运动形态特征和衰减变化规律。由于滑坡体的高速入水,水体的形态从冲溅形态发... 详细信息

通过滑坡涌浪模型试验,运用高速摄像机记录滑坡入水形成涌浪的过程,并采用多功能监测系统测量滑坡涌浪形成后沿程传播的水位变化过程线,揭示了滑坡涌浪的初始运动形态特征和衰减变化规律。由于滑坡体的高速入水,水体的形态从冲溅形态发展到前涌形态再到后溃形态,伴随着冲溅形态水体的大片落下、前涌形态水体的前涌和后溃形态水体的向后溃倒,最终形成初始形态的涌浪。创新性地引入涌浪初始形态Froude数,并据其数值范围将涌浪的初始形态分为三种形态:常规涌浪、推移涌浪、跃冲涌浪。在运动的过程中,常规涌浪衰减为波形较稳定的波;推移涌浪将慢慢地衰减为常规涌浪;跃冲涌浪先衰减为推移涌浪再衰减为常规涌浪。

关键词：滑坡涌浪初始形态常规涌浪推移涌浪跃冲涌浪衰减规律

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植被作用下的复式河槽漫滩水流紊动特性

水利学报 2005年第10期36卷 1263-1268页

作者：杨克君刘兴年曹叔尤张之湘四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

分别选取塑料吸管、鸭毛和塑料大草模拟乔木、灌木和野草,通过水槽试验,探讨了不同滩地植物作用下的漫滩水流紊动特性。试验结果表明,纵向、横向和垂向三个方向的脉动流速基本满足正态分布;时均流速与采样时间的长短有关;横向动量交换... 详细信息

分别选取塑料吸管、鸭毛和塑料大草模拟乔木、灌木和野草,通过水槽试验,探讨了不同滩地植物作用下的漫滩水流紊动特性。试验结果表明,纵向、横向和垂向三个方向的脉动流速基本满足正态分布;时均流速与采样时间的长短有关;横向动量交换比垂向动量交换大,横向动量基本上是主槽向滩地传递;不同的滩地植物对水流的紊动强度的影响不同。滩地种植植物后,水流的紊动强度增强,纵向和垂向的紊动强度相当,都服从S型分布。

关键词：漫滩水流随机性复式河槽植被动量交换紊动强度

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卵砾石床面时均流速分布的试验研究

四川大学学报（工程科学版） 2007年第2期39卷 14-19页

作者：王协康杨青远王宪业刘兴年四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

单一明渠水流由于边壁和自由水面的影响,主流区内时均流速沿垂线方向的分布存在多种形式。本试验借用声速多普勒流速仪(Sontec-ADV),测试了不同卵砾石床沙组合条件下的床面时均流速结构。试验表明:垂线流速分布主要受床面糙度R/Ks和水... 详细信息

单一明渠水流由于边壁和自由水面的影响,主流区内时均流速沿垂线方向的分布存在多种形式。本试验借用声速多普勒流速仪(Sontec-ADV),测试了不同卵砾石床沙组合条件下的床面时均流速结构。试验表明:垂线流速分布主要受床面糙度R/Ks和水流流态的双重影响,佛汝德数和相对糙度在一定程度上决定了其归属于单一对数分布还是S形曲线分布,而S型曲线的转捩位置Z/H值与相对糙度R/Ks具有较好的相关性。

关键词：流速分布相对糙度佛汝德数卵砾石床面

中型山区河流水电站下游的鱼类生态需水量计算

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水利学报 2013年第5期44卷 505-514页

作者：卢红伟李嘉李永四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

为更好地对河流水电开发后的鱼类进行保护,探讨中型山区河流水电站下游的鱼类生态需水量计算。参照大型河流鱼类水力生境参数标准,根据中型山区河流的特点,得到中型山区河流鱼类水力生境参数的参考标准。选取有代表性的四川中型山区河... 详细信息

为更好地对河流水电开发后的鱼类进行保护,探讨中型山区河流水电站下游的鱼类生态需水量计算。参照大型河流鱼类水力生境参数标准,根据中型山区河流的特点,得到中型山区河流鱼类水力生境参数的参考标准。选取有代表性的四川中型山区河流杂谷脑河进行鱼类生境原型观测,原型观测结果证实了该参考标准能够满足杂谷脑河鱼类对生境的实际需求。基于所得到的参考标准,应用生态水力学法对杂谷脑河红叶二级、理县以及甘堡3座电站减水河段的鱼类生态需水量进行计算分析,得到3座电站的生态需水量推荐值。通过分析可知,所得到的生态需水量推荐值占年均天然流量以及设计引用流量的比例都不高,在3座电站的运行实践中,具有可操作性。

关键词：中型山区河流鱼类生态需水量水力生境参数标准生态水力学法杂谷脑河

有“龙头水库”的河流引水式梯级开发的水温累积影响

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四川大学学报（工程科学版） 2009年第2期41卷 29-34页

作者：郝红升邓云李克锋李然李嘉四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

河流引水式梯级开发对水温造成了累积影响,为研究引水式梯级开发对水温的累积影响,采用垂向一维水温模型、增温率法预测各梯级水库的水温分布。通过对预测结果进行分析,得到引水式梯级开发水温累积影响的3个表现形式:1)"龙头水库"运行... 详细信息

河流引水式梯级开发对水温造成了累积影响,为研究引水式梯级开发对水温的累积影响,采用垂向一维水温模型、增温率法预测各梯级水库的水温分布。通过对预测结果进行分析,得到引水式梯级开发水温累积影响的3个表现形式:1)"龙头水库"运行改变下游河道的水温分布规律,使春季升温推迟,秋季降温推迟,造成了水温延迟现象,由于水电梯级开发,这种延迟现象通过各梯级电站的引水隧洞传递到下游,导致下游梯级电站的延迟现象更加明显;2)厂址处水温与天然情况水温相比趋于平坦化,梯级开发后,从梯级一至梯级五平坦化现象变得更加明显;3)河流水温沿程变化幅度减小。研究结果可为河流水电梯级规划环境影响评价提供科学依据。

关键词：水温引水式梯级开发累积影响

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中都河流域“8·16”山洪致灾机理分析

工程科学与技术 2021年第1期53卷 132-138页

作者：孙桐杨坡许泽星王以逵王协康四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

中国西南地区地形地貌条件复杂,极端暴雨山洪灾害频发,显著制约地区社会经济发展。为科学认识暴雨山洪形成过程,揭示受灾地区致灾机制,构建符合区域特征的山洪灾害预警体系,以四川省屏山县中都河流域“8·16”山洪灾害为例,结合实地调... 详细信息

中国西南地区地形地貌条件复杂,极端暴雨山洪灾害频发,显著制约地区社会经济发展。为科学认识暴雨山洪形成过程,揭示受灾地区致灾机制,构建符合区域特征的山洪灾害预警体系,以四川省屏山县中都河流域“8·16”山洪灾害为例,结合实地调查及基础资料,从地区降雨特性、洪水陡涨过程及人类活动3方面入手,系统分析了此次暴雨山洪的灾变响应过程,以及采用水位流量反推法和洪水水位陡涨率判定法计算山洪灾害预警指标阈值。结果表明:此次山洪灾害成因主要在于上游马边县地区短时强降雨导致下游屏山县中都镇河水陡涨,极大缩短了沿河居民转移时间;当地居民围滩造地侵占河道,减少了行洪面积,属于典型的地区强降雨与人类活动综合影响下的突发性暴雨山洪灾害;对比两种预警方法的结果,发现水位流量反推法预警精度稍差且多次出现漏警,洪水水位陡涨率法预警期显著延长,预警效果更为可靠。因此,建议中都河流域山洪灾害防御采用洪水水位陡涨率法和传统预警相结合,以流域划分模式构建马边屏山两县行政联合的山洪预警体系,可为该区域乃至其他类似山洪灾害频发地区的防治提供科学依据。

关键词：山洪灾害致灾机理洪水水位陡涨率临界雨量预警体系