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新川沙泵闸大型双向泵装置调速性能及试验

水电能源科学 2024年 167-170页

作者：李玲玉陈洋汤方平郭楚上海上咨工程设计有限公司长江勘测规划设计研究有限责任公司上海分公司扬州大学水利科学与工程学院南京市水利规划设计院股份有限公司

对于引水和排涝扬程相差较大的低扬程大型双向泵站,需兼顾双向运行工况下的水泵装置性能,有必要对该类泵站水泵装置性能及运行方式适配性进行研究。以目前国内引水规模最大的双向竖井贯流泵站新川沙泵闸为研究对象,进行水泵机组设计及... 详细信息

对于引水和排涝扬程相差较大的低扬程大型双向泵站,需兼顾双向运行工况下的水泵装置性能,有必要对该类泵站水泵装置性能及运行方式适配性进行研究。以目前国内引水规模最大的双向竖井贯流泵站新川沙泵闸为研究对象,进行水泵机组设计及性能调节研究。泵站引、排设计净扬程分别为0.68、2.79 m,比较分析了不同调节方式下的水泵性能改善效果。通过CFD数值计算和装置模型试验验证了设计的合理性,并对不同转速下水泵的性能进行了测试。研究结果表明,在性能调节方面,变频变速调节效果优于叶片调节,对各种工况运行适用性更强;降速运行时,水泵装置整体效率略有下降,但降至0.8倍额定转速范围内,高效区效率仅下降1%左右。根据水泵性能测试结果,提出了不同扬程范围变速运行调节控制方案,可为今后大型双向泵站选型及运行调节方式提供借鉴。

关键词：双向竖井贯流泵扬程差变频调速水力性能模型试验

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泵站单机组优化调度组合改进粒子群算法研究

南水北调与水利科技(中英文) 2024年

作者：代金汕葛恒军阚永庚仇锦先扬州大学水利科学与工程学院扬州市勘测设计研究院有限公司江都水利工程管理处

开展泵站节能降耗优化模型算法研究、实现泵站经济运行具有重要的现实意义。动态规划法在泵站优化调度模型求解中较为常用，针对动态规划法决策变量离散处理对精度的影响，引入决策变量在可行域内随机生成并不断更新的粒子群算法，并提... 详细信息

开展泵站节能降耗优化模型算法研究、实现泵站经济运行具有重要的现实意义。动态规划法在泵站优化调度模型求解中较为常用，针对动态规划法决策变量离散处理对精度的影响，引入决策变量在可行域内随机生成并不断更新的粒子群算法，并提出“Sobol序列优化初始种群+实时调整惯性权重+正余弦替代学习因子”多策略融合的改进方法，通过4种基准函数性能测试，验证了改进粒子群算法在搜索能力和精度上有显著提升。在此基础上，将改进粒子群算法应用于某大型调水泵站以耗电费用最小为目标的单机组变速优化模型求解中，得到了不同时段的最优决策方案及相应的目标最优值，并与动态规划法计算结果进行对比，2种方法最优决策过程基本一致，最优目标值精度相当。结果表明：粒子群算法组合改进策略是可行的，计算结果是可靠的，可以作为泵站优化调度模型求解的一种有效方法。

关键词：粒子群算法组合改进策略单机组变速优化动态规划

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分流漩涡型灌水器结构设计及其优化

节水灌溉 2024年

作者：李海洋魏立山于东平杨帅杨越王亚林德州市水利局山东省水利勘测设计院有限公司德州市水利工程施工与维修中心三峡大学水利与环境学院

分流漩涡型灌水器是一种先分流再产生漩涡从而达到消能目的灌水器。为研究灌水器流道结构参数对水力特性和抗堵塞性能的影响，选取分水体与流道边壁的距离、分水体与阻水体头部的距离、阻水体齿倾斜角度和阻水体齿到流道边壁的距离4个... 详细信息

分流漩涡型灌水器是一种先分流再产生漩涡从而达到消能目的灌水器。为研究灌水器流道结构参数对水力特性和抗堵塞性能的影响，选取分水体与流道边壁的距离、分水体与阻水体头部的距离、阻水体齿倾斜角度和阻水体齿到流道边壁的距离4个特征参数研究其水力性能，选取粒径为0.125 mm、密度为2 500 kg/m3的泥沙颗粒研究其抗堵塞性能。结果表明，灌水器流态指数为 0.481 2～0.506 8，分水体与流道边壁的距离对流态指数影响最大；灌水器流量系数为2.209 3～3.290 6，分水体与流道边壁的距离和阻水体齿端到流道边壁的距离均对流量系数有影响。研究发现主漩涡区是易堵塞区域，在多数情况下流态指数与颗粒滞留时间呈负相关规律。最后对该结构进行了优化设计，以提高其水力性能和抗堵塞性能，可为分流漩涡型灌水器水力性能评估和结构优化提供技术支撑。

关键词：水力性能漩涡结构参数局部水头损失颗粒轨迹

面向小河流治理的反滤型生态混凝土护坡材料的研究与应用

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水利科技与经济 2024年第7期30卷 90-94,104页

作者：月晓斌福州市闽华工程设计有限公司福州350000

传统护坡多是基于边坡稳定性进行考量,无法实现生态平衡。为此,研究利用滤水保土性能和抗压强度优越的反滤型生态混凝土护坡进行河流治理。结果显示,反滤型生态混凝土试块分别使用P.O 42.5与P.O 32.5水泥的7d抗压强度为12.01、10.21MPa... 详细信息

传统护坡多是基于边坡稳定性进行考量,无法实现生态平衡。为此,研究利用滤水保土性能和抗压强度优越的反滤型生态混凝土护坡进行河流治理。结果显示,反滤型生态混凝土试块分别使用P.O 42.5与P.O 32.5水泥的7d抗压强度为12.01、10.21MPa。当降水量为30mm/h时,反滤型生态混凝土护坡的安全系数为1.34。研究表明,反滤型生态混凝土结构稳定,在小河流治理中表现良好。

关键词：小河流治理反滤型生态混凝土孔隙率抗压强度酸碱度

叶轮中心淹没深度对特低扬程下立式泵装置流道水力性能的影响

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农业工程学报 2024年第8期40卷 53-61页

作者：徐磊朱成程夏斌吉冬涛施伟陆伟刚陆林广扬州大学水利科学与工程学院扬州225009 南京市水利规划设计院股份有限公司南京210000 南水北调东线江苏水源有限责任公司南京210019

为提高特低扬程泵站立式轴流泵装置的水力性能,该研究对叶轮直径为3.0、2.5、2.0、1.5 m的立式轴流泵装置在不同叶轮中心淹没深度下的进、出水流道流场分别进行了三维湍流流动数值计算,并对流道流场和水头损失进行了分析比较;对某特低... 详细信息

为提高特低扬程泵站立式轴流泵装置的水力性能,该研究对叶轮直径为3.0、2.5、2.0、1.5 m的立式轴流泵装置在不同叶轮中心淹没深度下的进、出水流道流场分别进行了三维湍流流动数值计算,并对流道流场和水头损失进行了分析比较;对某特低扬程泵站在叶轮中心淹没深度为3.08、2.38、1.68 m下的立式轴流泵装置水力性能分别进行了数值计算及比较,并进行了泵装置模型试验验证。研究结果表明:叶轮中心淹没深度对肘形进水流道的水流流态及水头损失的影响很小,但对虹吸式出水流道的流态和水头损失影响较大;随着叶轮中心淹没深度的增大,虹吸式出水流道内的流态逐渐改善,流道水头损失基本呈下降趋势,泵装置效率逐渐增大,特低扬程工况下泵装置模型试验最优工况点的效率达75.92%,泵装置能量性能数值模拟结果与模型试验结果基本一致。研究结果可为特低扬程泵站采用立式泵装置的设计提供一定参考依据。

关键词：泵数值模拟试验流道叶轮中心淹没深度水力性能

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基于遗传算法的空箱式挡土墙多目标优化设计

水利水电科技进展 2024年第2期44卷 79-86页

作者：王丽徐鹏飞刘松郭瑞徐昕张康淮安市水利勘测设计研究院有限公司江苏淮安223001 淮安市水利工程建设管理服务中心江苏淮安223005 河海大学水利水电学院江苏南京210098

为高效、准确、自动化地实现空箱结构的优化设计,以空箱式挡土墙为研究对象,基于Python语言和ABAQUS软件进行参数化建模,实现了结构建模及有限元计算分析全套流程的自动化。结合某水闸工程中的一座空箱式挡土墙结构,以多个强度和稳定性... 详细信息

为高效、准确、自动化地实现空箱结构的优化设计,以空箱式挡土墙为研究对象,基于Python语言和ABAQUS软件进行参数化建模,实现了结构建模及有限元计算分析全套流程的自动化。结合某水闸工程中的一座空箱式挡土墙结构,以多个强度和稳定性指标的最优化和混凝土体积的最小化为目标,以规范要求的指标阈值、几何尺寸和体积限制为约束条件,采用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ算法)进行空箱式挡土墙多目标优化设计。为进一步提高计算效率,基于人工神经网络算法建立了代理模型,实现了与实际有限元模型的高度近似。结果表明,依据所提出的优化设计方法进行空箱式挡土墙多目标优化设计,可以在有效控制强度和稳定性的前提下尽可能地缩减混凝土用量,具有显著的经济效益。

关键词：空箱式挡土墙参数化建模 NSGA-Ⅱ算法代理模型结构优化设计

黄土高塬沟壑区固沟保塬工程对流域水流路径的影响

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地下水 2024年第05期 284-287页

作者：赵君朱金仓渭南市水利水电勘测设计院西安市和源水利工程勘测设计有限公司

针对黄土高原水土流失等地质灾害，固沟保塬工程是显为有效的治理措施。为探究固沟保塬工程对流域水流路径的影响，本研究以南小河沟流域杨家沟作为研究对象，基于野外调查数据，结合数值模拟与物理模型试验分析了固沟保塬工程下流域土... 详细信息

针对黄土高原水土流失等地质灾害，固沟保塬工程是显为有效的治理措施。为探究固沟保塬工程对流域水流路径的影响，本研究以南小河沟流域杨家沟作为研究对象，基于野外调查数据，结合数值模拟与物理模型试验分析了固沟保塬工程下流域土壤的水流路径变化情况及驱动机制。结果表明，固沟保塬工程导致自然水流路径增加，产沙主要集中在这些改变后的水流路径上；水流路径突变可能诱发崩塌滑坡等次生地质灾害，主要驱动机制是地下水位抬升，坡脚浸润，土壤抗剪强度降低；固沟保塬应当尊重自然规律，在自然水流路设置科学合理的排水措施，坚持以控水为核心的的固沟保塬“拦-蓄-排-固”系统治理措施，才有可能将损失下降的最低。该研究为深化理解固沟保塬工程与水文连通性的作用关系提供科学依据，以期提升流域生态系统质量和稳定性。

关键词：水流路径黄土高塬沟壑区固沟保塬数值模拟物理模型试验

乡村振兴背景下高标准农田建设存在的问题及解决对策

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河北农业 2024年第6期 24-25页

作者：杜永亮公衍华中农环境工程设计河北有限公司山东省临沂市沂水县水利工程保障中心

高标准农田建设作为乡村振兴的重要举措,在推动农业现代化和提高农民收入方面起到了重要作用。然而,在实施过程中还存在资金来源单一、总体质量不高、缺乏创新技术、建后保障不足等问题。为解决这些问题,可采取拓宽投资渠道、优化土地... 详细信息

高标准农田建设作为乡村振兴的重要举措,在推动农业现代化和提高农民收入方面起到了重要作用。然而,在实施过程中还存在资金来源单一、总体质量不高、缺乏创新技术、建后保障不足等问题。为解决这些问题,可采取拓宽投资渠道、优化土地流转、创新技术应用、完善建后管护机制等措施,以促进乡村振兴和农业可持续发展。

关键词：乡村振兴高标准农田建设问题对策

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梯级电站调峰驱动的河道洪水波传播特征分析

长江科学院院报 2024年

作者：白治朋黄建平刘新健刘新波文勇波赵新益栾华龙杨忠勇中国长江电力股份有限公司重庆渝方建筑工程设计有限公司重庆市建筑科学研究院有限公司长江科学院河流研究所三峡大学水利与环境学院

基于2018年实测水位、流量数据和一维解析模型，论文中重点讨论了梯级电站调峰驱动的洪水波在两坝间河道的传播过程。在三峡和葛洲坝同时进行日调峰的背景下，两个电站的出库流量均呈显著的日波动和半日波动现象，两电站的流量日波动幅... 详细信息

基于2018年实测水位、流量数据和一维解析模型，论文中重点讨论了梯级电站调峰驱动的洪水波在两坝间河道的传播过程。在三峡和葛洲坝同时进行日调峰的背景下，两个电站的出库流量均呈显著的日波动和半日波动现象，两电站的流量日波动幅度平均分别约在1500～2000 m3/s和1200～1500 m3/s之间，黄陵庙和南津关两个水位站的水位日波动幅度均在0.5～0.8m之间。基于一维解析模型能够很好的模拟和再现两坝间河道的水位和流量波动过程。模型模拟结果分析表明，两坝间河道洪水波以周期为1.2 h的高频驻波进行传播，驻波的最大水位和流量振幅分别约为2.1 cm和210 m3/s。该洪水波是由两个电站调峰流量共同驱动和叠加生成的，下游葛洲坝电站调峰时间对河道洪水波有显著影响，若将调峰时间由现行的0.6 h调整到1.2 h，洪水波振幅将显著增强。河道底摩擦系数对洪水波生成时的波高影响较小，但会影响洪水波在传播过程中的衰减速度。

关键词：电站调峰洪水波解析模型驻波波能衰减