期刊,水利水电技术（中英文） 2020年卷8期_国家学术搜索

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期刊信息/Journal information

水利水电技术（中英文）

水利部发展研究中心

主办单位：水利部发展研究中心

主　　编：欧阳越

出版周期：月刊

国际刊号：1000-0860

电子邮箱：water@waterinfo.com.cn

电　　话：010-63205989

邮政编码：100038

地　　址：北京市海淀区玉渊潭南路3号

水利水电技术（中英文）/Journal Water Resources and Hydropower EngineeringCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊1959年创刊，是我国水利水电行业的综合性技术刊物，对国内外公开发行，以介绍我国水利水电工程的勘测、设计、施工、运行管理和科学研究等方面的技术经验为主，同时也报道国外的各项先进技术。主要栏目有：水文水资源、水利规划、泥沙研究、环境水利、水工建筑、水力发电、地质勘测、工程施工、农田水利、防洪除涝、小水电站、运行管理、水利经济、动能经济、高新技术及应用、试验研究、国外科技、技术革新等。

正式出版

收录年代

水流动力轴线摆幅与弯曲河道曲率关系研究

庄灵光姚仕明赵占超

86-93页

查看更多>>摘要：丹江口及三峡水库运用后,坝下游急弯河段普遍出现了不同程度的切滩撇弯现象,以往研究表明弯曲河道的切滩撇弯是由于水流弯曲半径与河道曲率半径的不相适应所致,水流动力轴线摆动是发生切滩撇弯的基本原因之一,水流动力轴线摆动是水流动力因素与边界条件共同作用的结果.以往研究主要集中于水流动力因素变化对水流动力轴线摆动的影响,然而围绕水流动力因素与边界条件共同作用对水流动力轴线摆动幅度的影响研究较少.以三峡水库下游荆江典型弯曲河段调关-莱家铺河段为例,采用二维水流数学模型模拟了不同流量级条件下本河段的流场分布,绘制了6种流量级条件下的水流动力轴线,选取了多个不同曲率的典型断面,对比各个断面在不同流量级下水流动力轴线的摆动幅度,分析了河道曲率变化对水流动力轴线摆动幅度的影响.结果表明:水流条件的改变是导致水流动力轴线摆动的主要因素,随着流量的增大,水流动力轴线的摆幅逐渐增大,顶冲点位置向下移动,河道的曲率大小影响水流动力轴线摆动对流量改变的响应,河段的曲率越大,这种响应越快,向凸岸侧产生的摆动幅度越大.结合数值模拟结果可以看出,在小流量作用下,水流动力轴线与深泓线基本一致,大流量作用下,水流动力轴线在弯曲河段大曲率处靠近凸岸,与实际发生的冲淤情况一致,这会导致弯曲河段大曲率处容易出现撇弯切滩现象.本次研究可为进一步深入研究三峡水库下游弯曲河道的演变规律提供参考.

关键词：

河道演变水流动力轴线弯道曲率二维数值模拟三峡水库

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可逆式机组飞轮力矩的合理取值及敏感性分析

成一雄黄伟王珏徐富刚...

94-102页

查看更多>>摘要：为了控制抽水蓄能电站中的大波动水力过渡过程,改善小波动稳定性,常考虑增大可逆式机组的飞轮力矩GD2,但会造成投资增加.因此,有必要对机组GD2的合理取值及对调保参数的敏感性开展研究.在统计分析了20座涵盖高、中、低水头的可逆式机组的抽水蓄能电站相关设计参数的基础上,利用系统辨识的最小二乘法建立了可逆式发电-电动机GD2新的经验模型.继而,以实际工程为例,通过对机组GD2在不同取值情况下的甩负荷过渡过程进行了对比计算,分析了机组转速、蜗壳和尾水管进口压力、尾水调压井最高、最低涌浪水位等对GD2的敏感性.结果表明,本文提出的经验模型预测可逆式发电-电动机GD2的效果最佳,可作为初步设计阶段可逆式发电-电动机GD2的取值依据.尾水管进口最小压力和机组最大转速上升率对于GD2的变化最为敏感,而机组GD2对蜗壳最大压力、尾水调压井最高、最低涌浪水位等的影响较小;机组GD2的最终取值及优化还需结合电站水力过渡过程计算综合确定.

关键词：

抽水蓄能电站水泵-水轮机发电-电动机飞轮力矩水力过渡过程

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水电机组一次调频贡献电量影响因素研究

付亮魏加富黄波李连丰...

103-110页

查看更多>>摘要：采用数值仿真的方法开展了水电机组一次调频贡献电量的影响因素分析,建立了水电机组一次调频仿真数学模型,采用实际电网频率变化过程作为调速器频率输入,分别对调速器在开度模式和功率模式下的一次调频过渡过程进行了仿真计算,分析了调速器参数、水轮机非线性特性及水流惯性时间常数对一次调频贡献电量的影响.通过研究可知:增大调速器PID参数或降低调差率可提升一次调频贡献电量,水轮机在最小水头下一次调频贡献电量明显偏低,调速器开度模式下水轮机水头和负荷变化对一次调频贡献电量的影响更大.而且,水流惯性时间常数Tw越大一次调频贡献电量越小.研究成果明确了调速器参数、水轮机特性以及水流惯性对水电机组一次调频贡献电量的影响规律,对水电机组的优化运行具有重要的指导意义.

关键词：

水轮机调节一次调频水轮机调速器数值仿真

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基于量纲分析的宁波象山港大桥桥墩局部冲刷规律研究

郑小颖王洁光戚林玲许琳...

111-118页

查看更多>>摘要：针对宁波象山港大桥桥墩冲刷严重问题,为了剖析潮流径流共同作用下跨海大桥复式桥墩局部冲刷机理,科学预测桥墩局部冲刷规律,通过系统分析、评估、复核象山港大桥相关试验成果和现场实测数据,深入研究了象山湾内关键水文泥沙参数(波浪、潮流、潮位、泥沙量、海底冲刷)变化特征,利用主因子分析及量纲分析等手段,建立象山港大桥桥墩局部冲刷公式,并利用观测数据进行验证.研究表明,象山湾内各涨急落急流速变化不大,涨急和落急之间差别明显.涨急和落急时的代表垂线平均流速分别为-1 m/s和1.14 m/s,且涨落急时刻对应的代表潮位分别为1.37 m和0.54 m.针对象山港大桥桥墩特性分别建立三类桥墩局部冲刷公式,计算得到的预测值与观测值误差在±5％以内,说明所提出的预测公式具有较好的预测效果,能有效地揭示象山港大桥的冲刷规律.

关键词：

象山港大桥桥墩局部冲刷潮流水力特性泥沙

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地铁工程对兰州断陷盆地地下水环境的影响分析

郭红东魏林森郑伟魏玉涛...

119-128页

查看更多>>摘要：为研究地铁1号线对兰州断陷盆地浅层地下水环境的影响程度,根据地下水长期监测资料,采用Vi1ual MODFLOW模型,预测了地铁工程引起的地下水流场变化程度及影响范围,并采用水质化学分析方法,对地下水水质影响趋势做了研究.结果表明:兰州地铁建成后对断陷盆地浅层地下水径流阻滞作用明显.预测地铁运营前5a水位上升幅度最大,后5a趋于平缓;10 a时上升较大的区域为地铁沿线南侧西客站至文化宫站,升幅达2.10～2.80 m,其中小西湖站水位最大雍高2.81 m,北侧“迎水面”奥体中心站到马滩站区间水位平均雍高约1.50 m;预测影响范围为0.8～1.2 km.通过对多年水质监测数据分析认为,随着含水层溶滤及矿化作用增强,水中溶解性总固体和SO2-、Cl-离子增加,对水下建(构)筑物基础的腐蚀增强.针对地铁工程建设产生的主要地下水环境问题,提出了建立地下水监测系统、人工调控地下水流场和污染管理等三项保护措施建议.研究成果可为今后兰州市地下空间建设规划提供一定的科学依据.

关键词：

兰州断陷盆地地铁工程地下水环境水位雍高保护措施影响因素预测

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兰州市城区深层地热水的水化学成因及其指示意义

张凌鹏马宝强范斌孟华...

129-139页

查看更多>>摘要：兰州市城区蕴藏有丰富的地热资源,属于沉积盆地大型水热地热田,水质具有独特的理疗价值.从地热水化学和热储矿物成份入手,与地热地质条件紧密结合,首次采用了Piper三线图法、Schoeller图法、主要离子比例系数法和相关分析法,全面系统地揭示了西北黄土高原半干旱区典型山间盆地兰州地热田水文地球化学特征及其主要离子的来源.选取适宜的K-Mg地热温标法,解决了热储温度难以准确测量的问题.利用氢氧稳定同位素测试技术,示踪判定了地热水的补给来源、补给区域和循环深度.结果显示:兰州地热田钻孔揭露出水温度为35.5～74℃,总溶解性固体含量(TDS)为3.89～ 22.04 g/L,阴、阳离子分别以Cl-和Na+、Ca2+为主,高矿化水质及特殊组分源于地热流体比较充分的溶滤作用.推测地热水中Na+、Cl-主要来源于岩盐的溶解,Ca2+、Mg2+除了来源于方解石、白云石、硬石膏等矿物的溶解外,还来源于长石等矿物的溶解.地热水中不存在阳离子交换作用.确定地热田热储温度为58～90℃,属于中低温水热资源.结果表明:地热水的补给主要来源于城区南部基岩山区的大气降水,经深部循环的加热而成,形成一个“源、通、储、盖”明了和补径排条件清晰的地热水系统.

关键词：

兰州地热田地热水水化学热储温度补给来源水质地下水

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茅洲河河口建闸对闸上水质的影响研究

林蓉璇王鑫徐辉荣

140-151页

查看更多>>摘要：采用MIKE FLOOD模型建立了茅洲河河口一、二维耦合的水动力、水质模型,模拟分析茅洲河河口建闸后对茅洲河干流及河口附近水质的影响.通过模型模拟表明,由于茅洲河干流中下游的污染物以及交椅湾地形的影响,交椅湾内水体流速变慢,茅洲河河口易形成污染带.通过茅洲河河口建闸前后的工况模拟分析,共和村断面在2020年工况下洪水期氨氮浓度在1.6 ～2.3 mg/L之间波动,均值为2 mg/L,建闸后基本稳定在2.13 mg/L.枯水期时建闸前氨氮浓度在1.4～2.1 mg/L之间波动,均值为1.8 mg/L,建闸后基本稳定在1.83 mg/L.研究发现,河口闸的建设对茅洲河干流的水质基本没有改善作用.从污染物均值来看,河口建闸后闸上水质略有恶化,主要原因是河口处靠近外海区域污染物浓度较干流下游浓度低,建闸后闸址下游河水无法上溯,对断面污染物的稀释作用减小.本研究成果可供茅洲河水环境治理的相关决策提供参考,也可为其他流域的河口闸建设研究提供参考.

关键词：

水质河口闸茅洲河MIKEFLOOD

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基于抗滑桩强度和桩位因素对边坡稳定性影响研究

王晓芳夏玲琼

152-158页

查看更多>>摘要：本文结合FLAC3D软件对抗滑桩加固边坡工程进行数值模拟,并结合强度折减法拟定了边坡滑面的失稳判据.以此为重点探讨抗滑桩的布设位置、桩长、弹性模量等因素对边坡整体稳定系数、滑移面的影响.研究结果表明:最优设桩位置受桩长的影响较大.总的来说,抗滑桩设置在边坡滑面的中上部可提升边坡滑面的安全稳定性.另外,抗滑桩的位移方向对桩身受力和形变也影响较大,可采取抗滑桩向边坡中上部偏移和取适当的嵌固深度的办法来综合提升边坡稳定系数,而对于抗滑桩的弹性模量取值偏大虽能提高抗滑桩的抗挠度,但会增加工程的施工成本,且不能提高边坡滑面的稳定性.因此,需合理选取抗滑桩的弹性模量值.

关键词：

边坡加固边坡稳定性桩位数值分析弹性模量

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不同围压和层理下板岩三轴蠕变试验及损伤模型研究

屈小七孟陆波郝晨旭陈海清...

159-167页

查看更多>>摘要：为了研究围压和层理对板岩三轴蠕变特性的影响,制备了最大主应力方向与层理夹角为0°和90°的2组岩样(0°为平行组;90°为垂直组),分别进行5 MPa、10 MPa、15 MPa围压下的三轴蠕变试验.结果显示:板岩在三轴应力条件下的蠕变具有瞬时弹性阶段、稳定蠕变阶段、加速蠕变阶段这三个阶段特征;在同一围压下,垂直组试样加载级数大于平行组岩样加载级数;垂直组试样的瞬时弹性应变高于平行组试样;垂直组试样的累计蠕变应变均低于平行组试样.计算长期强度与峰值强度的比值得到垂直组试样的强度损伤低于平行组试样;围压越高,试样蠕变变形越小,峰值强度和长期强度越高.基于Kachanov蠕变损伤理论,考虑层理角度的损伤,引进一个弹塑性损伤元件,建立了描述不同层理角度板岩蠕变过程的改进西原模型,用该模型对试验数据进行拟合,结果表明:模型能够较好地反映蠕变三阶段;垂直组试样的弹性模量、黏滞系数比平行组试样相对较大,蠕变参数基本随着围压的增大而增大,体现了围压效应,这与试验结果相吻合.

关键词：

板岩围压层理三轴蠕变蠕变损伤模型蠕变参数

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层理压剪特性及裂纹沿层与穿层破坏数值模拟及其机理研究

贾超

168-175页

查看更多>>摘要：针对岩石工程中的节理缺陷,基于统计损伤理论,对含裂隙及层理情况下的小尺寸试样进行了单轴压缩数值模拟.结果表明:不含预制裂纹的节理模型裂隙顺着节理产生,含裂隙及节理模型裂隙沿预制裂纹尖端及节理产生,仅含预制裂隙模型裂隙沿预制裂纹尖端产生;节理倾角较小时,节理发生剪切破坏,预制裂隙的翼裂纹主要发生穿层破坏,节理倾角较大时,节理发生拉伸破坏,预制裂纹的翼裂纹主要发生沿层破坏,且靠近预制裂纹的节理破坏更加剧烈;随着节理倾角的增大,峰值荷载先减小后增大,当节理倾角为45°时试样的峰值荷载最小,含预制裂纹及节理下的模型峰值强度最低,仅含节理的模型峰值强度较大,仅含预制裂隙下的模型峰值强度最高.基于声发射规律推导了层理压剪损伤过程的本构方程,结合数值模拟结果,得到加载过程中岩样的损伤变化一共分为四个阶段,即线弹性变形阶段、裂纹萌生阶段、裂纹加速扩展阶段及损伤平稳发展阶段.同时,讨论了层理裂隙沿层及穿层破坏的理论解释,认为层理抗拉强度及倾角是影响裂隙的沿层及穿层破坏的关键因素.

关键词：

层理裂隙压剪特性扩展机理数值模拟统计损伤

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