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期刊信息/Journal information
水电能源科学
水电能源科学

邴凤山 张勇传

月刊

1000-7709

sdny@mail.hust.edu.cn

027-87542126

430074

武汉市洪山区珞瑜路1037号华中科技大学内

水电能源科学/Journal Water Resources and Power北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报道水、电、能源及相关学科的新理论、新技术、新方法及工程应用成果，适当报道经验交流、技术革新和技术改造，涉及水电、电气与电子、能源与动力、土木与力学、环境工程、控制工程、计算机等多个学科。读者对象为从事水、电、能源开发与研究、生产、建设、设计施工、教学的科技和管理人员及大专院校师生。
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    BER-BCO耦合工艺净化模拟微污染河水及除磷机理研究

    孙广垠潘晓敏马柏龙王震...
    47-52页
    查看更多>>摘要：针对传统生物膜法对微污染河水脱氮除磷效率不佳的问题,设计了电极生物膜耦合生物接触氧化(BER-BCO)装置,采用单因素敏感性分析方法评估了不同碳源、电流密度、水力停留时间、填料填充比对工艺脱氮除磷效果的影响,并通过红外光谱表征阳极附近沉淀物表面特征官能团,探究系统除磷机理.结果表明,在使用乙酸钠为碳源、电流密度为 0.09 mA/cm2、水力停留时间控制为 24 h、填料比为 40％的条件下,BER-BCO 系统的脱氮除磷效能得到了显著优化;NH4+-N、TN、TP 的去除率分别达到了 83.10％、56.46％、97.93％;最终出水除TN外均优于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅳ类水质标准;红外光谱分析显示阳极附近形成的含磷沉淀物中含有 Fe-O 键、P-O 键、Fe-OH 键,表明铁阳极具有高效除磷的特性.

    电极生物膜法生物接触氧化微污染河水脱氮除磷铁阳极

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    基于WQI的河网水系水质评价及时空特性分析

    邹霞
    53-56,88页
    查看更多>>摘要：为全面了解上海市主要河网水质的变化情况,基于 2015～2020 年主要河流上 19 个水质监测断面逐月水质监测数据,采用综合水质标识指数(WQI)进行水质评价,基于 M-K趋势检验法分析研究区域水质的年代际和年内变化特征,通过比较南北部河流以及上、中、下游的水质变化,分析该地区主要河网水系水质的空间变化及时空差异特性.结果表明,上海市主要河网水系水质整体 WQI 均值为 62.32,水质评价等级为中等;水质 WQI值有显著上升趋势;南部河流水质优于北部河流,WQI值从上游向下游依次减小,水质沿程有所变差,但干流水质总体优于支流.研究结果可为类似河网水系的水质评价及水环境保护与管理提供参考.

    综合水质标识指数(WQI)水质评价M-K检验时空差异

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    水生植物对水体流速的影响规律

    黄冬菁李一平王蕙柏宇...
    57-61页
    查看更多>>摘要：为探究水生植物对水体流速的影响规律,设计波—流—水生植物试验方案,其试验装置系统包含P-FIS水生植物-水槽集成系统、HCS水动力控制系统和 HMS水动力监测系统;试验条件设计涵盖 3 类水生植物、6 套植株密度及 8 种水动力工况.研究结果表明,在不规则波作用下,柔性挺水植物和柔性沉水植物的消浪和阻流效果优于刚性挺水植物.波条件下,植株矮的柔性沉水植物过流能力较强;流条件下,植株高的挺水类植物过流能力较强.在测点位置z/H=(0.28±0.04)范围,流速波动达到峰值.柔性挺水植物和柔性沉水植物,在水面以下有繁茂的枝叶结构,其种植密度会显著影响水体流速.研究结果可为水域种植适宜、适量的水生植物提供依据,以期保持水体流动性,同时削减对底泥的冲刷作用,改善水质.

    水生植物水槽试验水动力流速波浪流

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    河流中低淹没度下刚性沉水植被阻力系数改进研究

    姚春萍杨江龙汪精云董作波...
    62-66页
    查看更多>>摘要：准确评估植被阻力对预测植被影响下的河流流速分布具有重要意义.采用已有研究数据,验证了 6 种挺水植被阻力系数公式在刚性沉水植被流计算中的适用性,并在已有研究基础上考虑淹没度影响,针对低淹没度情形,提出了改进的阻力系数公式.结果表明,各公式平均计算精度接近,计算流速与实测流速相对误差均在 10.20%～15.19%之间;改进阻力系数公式计算精度良好,公式计算流速与实测流速相对误差为3.40%,可用于植被层流速估算,适用范围为淹没度 1<H/hv<2 且固体体积分数 0<ϕ≤0.02.

    植被水力学刚性沉水植被紊动特性淹没度平均流速

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    生态浮床根系密度及过流流量对矩形明渠水力特性的影响

    马超霍一迪王家璇张付成...
    67-71页
    查看更多>>摘要：针对河道中生态浮床对水力特性的影响不明确、不利于河道行洪排涝等问题,研究了生态浮床对矩形明渠水力特性的影响.首先,基于 ANSYS-fluent软件,利用多孔介质概化生态浮床,构建了含生态浮床的矩形明渠三维水动力数值模拟模型;然后,用水槽试验验证了该模型的可行性,在此基础上探索了生态浮床根系密度、过流流量对矩形明渠水流水动力特征及其变化规律的影响.结果表明,生态浮床段的流速在垂线上呈"S"型三区分布,且根系密度及过流流量的增大使流速的三区分布更显著;紊动能和雷诺应力与生态浮床根系密度和过流流量成正比,可见生态浮床根系密度和过流流量对明渠水力特性影响较大.

    生态浮床根系密度过流流量数值模拟流速分布紊动能雷诺应力

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    植被弯曲形态对水流的阻力效应研究

    李磊王伟杰董飞黄爱平...
    72-75页
    查看更多>>摘要：植被化生态河道的阻力特性是环境水力学的研究热点之一.为探寻柔性植被不同弯曲倾角下的阻力特性,利用圆柱铝棒进行弯曲模拟柔性植被,并采用测力装置,对不同倾角状态下圆柱铝棒及流速范围开展室内水槽试验,首先研究直立圆柱铝棒阻力与流速之间的关系,得到的拖曳力系数Cd 符合已有研究,同时验证了测力装置的可靠性;随后开展不同倾角下的植被阻力试验,得到 Vogel 数随着倾角的减小呈逐渐降低最后突增的趋势.当植被弯曲时,已有的刚性直立植被丛模型不再适用,通过引入与倾角相关参数Cθ对模型进行修正,显著提高了模拟精准度.研究结果可为生态植被化河道水力学精准模拟提供技术支撑.

    植被水流弯曲度Vogel数拖曳力系数

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    窄河谷大夹角挑流消能工体型优化研究

    陈刚张陆陈俞雷朱丽至...
    76-79,102页
    查看更多>>摘要：针对窄河谷大夹角条件下挑流消能易出现冲击两岸、冲坑过深的问题,采用水工整体模型试验方法对具有代表性的某水利枢纽深孔放水冲沙洞挑流鼻坎体型开展优化研究,并对比分析了水舌形态和下游河道冲刷特性.结果表明,不对称收缩的异型窄缝式消能工可使水流在狭窄河道归槽,水舌纵向拉伸效果较好,大幅减轻了河床冲刷;提出了收缩比、收缩角差、斜切面积比等特征参数适宜的挑流消能工体型,可供窄河谷大夹角条件下挑流消能设计参考.

    窄河谷大夹角泄洪消能窄缝消能工水工模型试验体型优化

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    跌流竖井入流水舌处内嵌圆弧板的结构优化数值研究

    魏佳芳张源芦三强黄盈盈...
    80-84页
    查看更多>>摘要：跌流竖井是排水系统中结构简单且应用广泛的排水基础设施之一,但该结构入流水舌处的水气两相作用剧烈、流态复杂,且在该处常常出现竖井内的最大负压,也就容易从外界大量吸气造成下游管道臭气逸散、井喷或爆管等问题.为此,提出在竖井水舌处设置内嵌圆弧板的结构优化方法,从而有效改善入流水舌流态,降低竖井内气压值和梯度变化,并减缓竖井从外界的吸气程度.在此基础上,采用 Fluent 三维数值模拟手段,对比分析了结构优化前后的流态、气压梯度、流速及水气分布等特性.结果表明,经过优化后的竖井模型改变了入流水舌处的液体流态,水流入射角度减小,水流撞击点的位置降低,竖井水舌处的负压值明显降低,垂直管内的整体压力梯度变化幅值减弱,从外界卷吸的气量也大幅度减小.可见所设计的新型竖井结构优化方法对跌流竖井入流水舌问题有较好的改善作用,同时也为排污管道竖井设计及优化提供一定的参考.

    跌流竖井入流水舌内嵌圆弧板流态改善数值模拟

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    基于3DE平台的抽水蓄能电站枢纽三维快速协同设计方法研究

    王刚李静赵翊彤薛思思...
    85-88页
    查看更多>>摘要：在抽水蓄能电站建设爆发式增长背景下,迫切需要在提高产品设计质量的同时提高设计效率.因此,基于 3DEXPERIENCE平台,探究一套可行的抽水蓄能电站枢纽三维快速协同设计方法,并结合某抽水蓄能电站进行了实际应用.首先总结专业基础知识,构建抽水蓄能电站水工结构标准构件库;其次采用自顶向下的骨架模型驱动方式,各专业间协同设计,快速形成不同的设计方案,为方案对比分析提供依据.基于该方法,某抽水蓄能电站的优化设计方案最大坝高降低 10 余米,整体工程投资降低 1.4 亿元,表明所探索的从原始地形处理到方案快速设计,最终完成方案对比分析的抽蓄电站枢纽三维快速协同设计方法,可为抽水蓄能电站的建设提供设计参考.

    抽水蓄能电站三维设计快速协同设计3DEXPERIENCE平台

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    基于能量法的动水压力与冲刷作用下桥墩结构体系屈曲分析

    黄艺江胜华谭宇光
    89-93页
    查看更多>>摘要：为研究冲刷与动水压力耦合作用下桥墩结构体系屈曲荷载及影响因素,采用能量法推导冲刷作用下桥墩结构体系的屈曲荷载计算公式,与等效单柱模型及有限元法进行对比验证,并利用能量法公式分析了墩长、桩根数、土质类型、桩长等因素的影响.结果表明,冲刷深度为 0～15 m 范围内,以有限元计算结果为基准,能量法的平均误差为 9.97%,等效单柱法的平均误差为 34.67%,能量法公式与有限元基本吻合;减少墩长、增加桩根数、选用正方形桩等可增加桥墩结构体系的屈曲承载能力;考虑 4 种河床土质时,桥墩结构体系的最佳桩长范围为 22～26 m.研究结果可供河流冲刷下桥墩结构体系稳定性的工程应用参考.

    桥梁冲刷屈曲能量法有限元

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