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黑龙江省诺敏河阁山水库浸没分析与评价

黑龙江水利科技 2024年第9期52卷 135-138页

作者：刘博洋黑龙江省水利水电勘测设计研究院哈尔滨150080

文章采用卡明斯基地下水雍高计算公式和结合水动力学原理,计算了水库蓄水后库尾地下水位雍高值,分析了水库蓄水后库尾地下水位变化情况,划分了严重浸没区、轻微浸没区和非浸没区,提出了浸没治理范围建议。

关键词：阁山水库雍高计算浸没分析治理建议

昕水河设计洪水的流域模型法与推理公式法的比较分析

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黑龙江水利科技 2024年第6期52卷 49-51,63页

作者：李敏杰黑龙江省木兰县白杨木水库管护中心黑龙江木兰151900

昕水河流域位于水文分区的西区,该研究流域昕水河上有大宁水文站,由于水文站位于昕水河入河口且流域面积大、距离选取断面位置较远,该研究利用暴雨计算设计洪水,分别采用流域模型法和推理公式法计算设计洪量。为保证工程安全开展、产汇... 详细信息

昕水河流域位于水文分区的西区,该研究流域昕水河上有大宁水文站,由于水文站位于昕水河入河口且流域面积大、距离选取断面位置较远,该研究利用暴雨计算设计洪水,分别采用流域模型法和推理公式法计算设计洪量。为保证工程安全开展、产汇流地类占比差距较大等因素,最终选取方法中的较大值作为最后成果。

关键词：昕水河设计洪水流域模型法推理公式法方法分析

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基于多种评价法的磨盘山水库水质评价

陕西水利 2024年第3期 101-103,107页

作者：陈振宙杨旭杨鹏辉许文博张弛黑龙江大学水利电力学院黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨市磨盘山水库管护中心黑龙江哈尔滨150080

磨盘山水库作为哈尔滨市的主要水源,对其进行的水质评价对于保障居民饮用水安全具有重大意义。选取2022年12个月的溶解氧(DO)、氨氮(NH_(3)-N)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)5个指标,分别采用主成分分析法和RBF神经网络评价法... 详细信息

磨盘山水库作为哈尔滨市的主要水源,对其进行的水质评价对于保障居民饮用水安全具有重大意义。选取2022年12个月的溶解氧(DO)、氨氮(NH_(3)-N)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)5个指标,分别采用主成分分析法和RBF神经网络评价法对磨盘山水库水质进行评价。结果表明:磨盘山水库水质为Ⅱ级,符合当地检测结果。主成分分析法可以真实客观地分析当地水库水质,为水库改进完善提供一定参考。RBF神经网络只需要按照水质的各个分级标准传造出所需的训练样本,用训练完善的计算模型进行水质评价比较容易。该方法简单,具有很好的实用性。此研究可用作其他地区参考。

关键词：水质评价主成分分析 RBF神经网络磨盘山水库

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土石坝防渗墙渗流稳定性数值模拟分析

水利科学与寒区工程 2024年第2期7卷 22-24页

作者：于秋梅黑龙江省青冈县水务局黑龙江青冈151600

为研究混凝土防渗墙特征参数度对大坝渗流稳定性的影响,本文采用数值模拟计算了防渗墙厚度及深度变化对水库渗流场的影响。结果表明:(1)大坝上游、防渗墙及大坝下游的水头差随防渗墙的深度增大而逐渐减小,一味地增大防渗墙深度对于提高... 详细信息

为研究混凝土防渗墙特征参数度对大坝渗流稳定性的影响,本文采用数值模拟计算了防渗墙厚度及深度变化对水库渗流场的影响。结果表明:(1)大坝上游、防渗墙及大坝下游的水头差随防渗墙的深度增大而逐渐减小,一味地增大防渗墙深度对于提高结构防渗效果并不明显。(2)大坝上游、防渗墙及大坝下游的水头差随防渗墙的厚度增大而逐渐减小,其中大坝上游的水头差最大,分布区间为4~9 m。(3)相同防渗墙厚度下,防渗墙底部渗流坡降随深度的增大而减小,而相同深度下,防渗墙厚度越小,防渗墙底部渗流坡降越大。根据本文分析,防渗墙深度为11.5 m,厚度为1.5 m是防渗墙的最优设计参数。

关键词：土石坝渗流稳定性防渗墙数值模拟

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试验环境水下声信号的特征提取方法

哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 489-495页

作者：王红滨王永乐何鸣薛垚哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院黑龙江哈尔滨150001 电子政务建模仿真国家工程实验室黑龙江哈尔滨150001

水下试验环境参数的反演是水声学研究领域的重要内容。而当前研究的关键是通过对水下声信号做特征提取从而获取参数信息。针对特征提取较难、模型很难拟合等问题。本文提出了一种试验环境水下声信号的特征提取方法。将水下声信号同时用... 详细信息

水下试验环境参数的反演是水声学研究领域的重要内容。而当前研究的关键是通过对水下声信号做特征提取从而获取参数信息。针对特征提取较难、模型很难拟合等问题。本文提出了一种试验环境水下声信号的特征提取方法。将水下声信号同时用梅尔频谱倒谱系数及线性预测系数处理,两者运用特征加权组合方法得到新的特征矩阵;再应用映射插值算法对特征矩阵进行处理,获得适应神经网络输入的三通道矩阵。本文选取的网络模型为残差神经网络。利用实验室所录制的对河口水库数据集测试表明,本文提出的特征提取方法普遍优于仅利用梅尔频谱倒谱系数或线性预测系数的特征处理方法。利用单频矩形脉冲信号对环境进行深度5分类,准确率平均提升2%。利用线性调频信号对环境进行深度5分类,准确率平均提升2.03%。本文提出的特征提取方法对线性调频信号在深度分类任务下处理的结果要优于单频矩形脉冲信号处理的结果。

关键词：环境反演特征提取梅尔频谱倒谱系数线性预测系数特征加权组合方法残差神经网络神经网络水下声信号

基于多层级生态流量过程线的流域生态需水量计算

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基于多层级生态流量过程线的流域生态需水量计算

作者：高雅琪黑龙江大学

学位级别：硕士

随着人口数量的增长与社会经济活动的不断扩展,水利工程建设与水资源开发利用的需求日益提升,这导致当前水生态环境面临着日益严峻的挑战。河湖生态流量作为维系河流、湖泊等水生态系统结构与功能的关键因素,其合理配置与管理对于保障... 详细信息

随着人口数量的增长与社会经济活动的不断扩展,水利工程建设与水资源开发利用的需求日益提升,这导致当前水生态环境面临着日益严峻的挑战。河湖生态流量作为维系河流、湖泊等水生态系统结构与功能的关键因素,其合理配置与管理对于保障江河湖泊健康、推动生态文明建设与高质量发展至关重要。本文通过对松辽流域多层级生态流量过程线确定、天然流量过程曲线绘制和生态需水研判进行研究,论文主要工作与成果如下:(1)基于多层级生态流量过程线(EFH)的方法,深入探究了其在不同流量量级上展现出的与天然序列相契合的生态水文特征,从而验证了EFH在捕捉和解析不同水文情势下的生态响应特征方面的显著优势。以大赉站和石灰窑站为具体实例,进行了多层级生态流量过程线的计算与分析,并通过与传统水文学方法的对比,进一步证实了EFH在反映各自生态意义方面的准确性,并成功将此方法应用于整个松辽流域的生态需水量计算。(2)在生态流量过程线的确定与分析基础上,提出了针对性的管理建议。在丰水期,推荐采用适宜生态流量上限过程线作为水文站的生态流量管控线,旨在确保河流生态系统在流量充沛时期得到充分的流量保障;而在枯水期,则建议采用适宜生态流量下限过程线作为管控线,以保障河流生态系统在水量匮乏时期的基本生态需水。这些建议旨在通过科学合理地设定生态流量管控线,实现水资源的高效利用与生态系统的健康稳定,为水资源的可持续管理和生态保护提供有力支撑。(3)基于生态流量过程线核算整个松辽流域的生态需水量,考虑不同阈值下生态流量保证率的变化,河道内生态需水保障程度普遍未达到理想水平,普遍低于80%。一般用水期与鱼类产卵育幼期的生态需水保障程度相对较低,大部分位于40%～60%之间。因此充分发挥水库等水利工程在水量调节与蓄存方面的作用是解决保障率低的有效措施之一。

关键词：生态流量过程线生态需水松辽流域水文过程保障率

考虑土—结构相互作用的混凝土重力坝地震响应分析

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考虑土—结构相互作用的混凝土重力坝地震响应分析

作者：杨鹏辉黑龙江大学

学位级别：硕士

地震几乎是人类面临的严重的自然灾害之一,因为地震不仅有着严重的破坏性,同时还存在时域、频域上的随机性、难以预测性。我国处在印度洋板块与平洋板块的交界处,是世界上地震发生频率最高,发生次数最多的国家之一,因此建筑结构的地震... 详细信息

地震几乎是人类面临的严重的自然灾害之一,因为地震不仅有着严重的破坏性,同时还存在时域、频域上的随机性、难以预测性。我国处在印度洋板块与平洋板块的交界处,是世界上地震发生频率最高,发生次数最多的国家之一,因此建筑结构的地震响应分析以及抗震设计极为重要。在我国现行的抗震规范中,土-结构相互作用效应往往不被考虑,而在实际地震作用下,土-结构相互作用真实存在且在特定情况下难以忽视。为了研究土结构相互作用效应对于地震响应分析的实际作用,精确地震作用下结构体系的真实响应,本文以混凝土重力坝为研究对象从广义土-结构相互作用理论入手,投射到混凝土重力坝上,展开对于混凝土重力坝坝体-地基相互作用模型以及坝体-地基-水库相互作用模型的地震响应分析。在土-结构相互作用理论认证中利用Newmark法以及相关改良方法通过动力平衡响应方程,推导了人工边界、弹簧阻尼等理论,并实现了人工地震波的合成以及输入。基于混凝土重力坝实体工程概况,本文利用大型通用软件ANSYS将实际工程案例进行三维有限元模型建立并进行离散处理,通过理论推导以及ANSYS的计算验证,证实了粘弹性地基的可行性,并利用粘弹性地基建立三维坝体-地基相互作用模型以及刚性地基模型,采用时程分析法,对两种情况下的重力坝进行动力特性分析,得出相互作用体系的自振变化规律;再以附加质量法以及流固耦合法为理论基础,对坝体-库水-地基模型进行三维建模,通过经典地震波输入对混凝土重力坝进行地震响应分析,得出地震作用下坝体-地基-库水相互作用下的应力应变特性,结果表明考虑坝体-地基-库水相互作用可使计算结果更加准确合理,对实际工程抗震设计具有一定的参考价值。

关键词：重力坝土-结构相互作用流固耦合地震响应

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水库溢洪道挑流鼻坎体型优化研究

水库溢洪道挑流鼻坎体型优化研究

作者：赵兴龙黑龙江大学

学位级别：硕士

本文针对某水库溢洪道挑射水流过于集中,在挑流鼻坎下游出现严重的局部冲刷,通过物理模型试验和数学模型计算相结合的方法,对原连续式挑流鼻坎进行体型优化,共设计差动式挑流鼻坎、扩散式挑流鼻坎、高收缩低扩散组合式挑流鼻坎(以下简... 详细信息

本文针对某水库溢洪道挑射水流过于集中,在挑流鼻坎下游出现严重的局部冲刷,通过物理模型试验和数学模型计算相结合的方法,对原连续式挑流鼻坎进行体型优化,共设计差动式挑流鼻坎、扩散式挑流鼻坎、高收缩低扩散组合式挑流鼻坎(以下简称组合式挑流鼻坎)三种体型,为了消能工的安全,以P=0.2%(设计工况)为标准对其进行水力特性对比分析,选择出组合式挑流鼻坎较优,最后对组合式挑流鼻坎与原连续式挑流鼻坎在三种工况下的水力特性进行对比分析,验证了组合式挑流鼻坎在三种工况下的水力特性均优于原连续式挑流鼻坎。主要研究成果如下:(1)物理模型试验:按照重力相似准则,模型几何比尺Lr=100对原连续式挑流鼻坎进行物理模型试验,溢洪道泄流能力满足设计要求,测量了三种工况下的溢洪道水流流速、挑射水舌挑距、溢洪道水面线。(2)数学模型计算:建立原连续式挑流鼻坎数学模型,通过FLUENT流体计算软件,采用VOF自由追踪液面、RNG k～ε湍流模型进行数值模拟计算,并用物理模型试验得到的结果对数值模拟计算得到的结果进行了验证。(3)挑流鼻坎体型优化:设计了差动式挑流鼻坎、扩散式挑流鼻坎和组合式挑流鼻坎三种挑流鼻坎体型,对优化设计的三种挑流鼻坎体型以P=0.2%(设计工况)为标准进行数值模拟计算,从挑射水舌形态、挑射水舌挑距、挑流鼻坎出口断面流速、挑射水舌掺气扩散四个方面进行水力特性分析,最终得出组合式挑流鼻坎能够同时横向和纵向扩散水流,让挑射水流在空中充分碰撞、掺气和扩散,且水流跌入下游河道后,与下游河道水流能够充分碰撞消能。同时将组合式挑流鼻坎和原连续式挑流鼻坎在三种工况下的水力特性进行分析,得到三种工况下组合式挑流鼻坎均比原连续式挑流鼻坎在挑射水流水体之间的摩擦和掺混,空中与空气摩擦、掺气、扩散消能,落入下游河道中淹没紊动扩散消能效果好的结论。

关键词：挑流鼻坎物理模型试验数值模拟水力特性

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基于生态流量保障的东方红水库优化调度研究

基于生态流量保障的东方红水库优化调度研究

作者：陈楷黑龙江大学

学位级别：硕士

目前国内,传统的水库管理策略主要集中在防洪和利用效益最大化上,往往忽视了对河流生态系统的维护。然而,随着社会进步和环保意识的提高,水库的运行管理向一个更加全面的方向发展,即在追求经济效益的同时,也注重对河流生态的保护和修复... 详细信息

目前国内,传统的水库管理策略主要集中在防洪和利用效益最大化上,往往忽视了对河流生态系统的维护。然而,随着社会进步和环保意识的提高,水库的运行管理向一个更加全面的方向发展,即在追求经济效益的同时,也注重对河流生态的保护和修复。进行水库生态调度的研究核心目标在于评估现行调度方案对河流生态的效应,并检验所构建生态模型的准确性。随着生态调度技术的不断进步和人类对气候变化规律理解的加深,研究气候变化对水资源的影响已成为必然趋势。通过分析未来气候变化对流域水库生态调度的潜在影响,可以预测未来水资源的变化趋势以及现有调度方案对生态系统的长远影响。本文以东方红水库为研究对象,从流域未来气候变化情景下径流过程入手,明确了东方红水库的生态调度目标,并构建了一个旨在平衡发电与生态需求的多目标水库生态调度模型。通过运用精英策略增强的快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)来解决调度问题,并从中选出了典型年度的最佳生态调度方案。论文的主要研究内容与结论如下:(1)构建中国气象同化驱动数据集(CMADS)与传统水文站两种气象数据驱动流域分布式水文模型,对CMADS与传统水文站降水、气温数据的精度及时空分布特征进行分析,评估了CMADS数据集作为气象驱动数据的适用性及其对传统水文站数据的替代潜力。研究结果显示,CMADS支撑下的模型率定期和验证期模拟效果非常好、吻合程度高、偏差小,比传统水文站在研究区具有更好的模拟精度和适用性。选用假定法建立气候变化情景,在CMADS气象观测数据基础上。在CMADS气象观测数据的基础上,设定了气温分别升高0.5℃、1℃、1.5℃以及降水量分别增加5%、6%、7%的多种气候变化情景。利用已经校准的SWAT模型,对2024-2050年期间的未来气候情景进行了模拟分析。(2)采用最枯月平均流量法和年内分布计算法来分别估算生态所需的最小流量和适宜流量。通过对比Tennant方法的评价指标,可以得到,不论是在常规用水期(从10月到次年3月)还是鱼类繁殖和生长旺盛期(从4月到9月),这两种水文计算方法得到的生态流量过程在Tennant评价体系中的结果均与水库的生态条件和年度径流需求相吻合,表明这些计算结果合理且可信。(3)构建了一个多目标优化模型,其核心目标在于最大化发电量和提升年内生态流量的满足率,采用NSGA-Ⅱ求到最优解集,通过实施生态调度,能够在最大程度满足目标函数要求。根据计算成果,丰水年的年内生态流量满足率为100%,最大发电量为119.5万KW·h;平水年次之为96.14%,最大发电量为104万KW·h;枯水年最低为92.27%,最大发电量为89.3万KW·h。

关键词： CMADS SWAT分布式水文模型生态流量多目标生态调度 NSGA-Ⅱ