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[硕士论文] 蒋秋实
水利工程;水工结构工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:双层河道是一种以海绵城市蓄、排理念建设的新型河道型式,在城市河道治理中具有独特的优势。渗透破坏是威肋双层河道安全的隐患之一,本文依托重庆市巴南区龙洲湾B区堰河治理工程,采用理论分析、室内实验及数值模拟相结合的方法,对双层河道在不同排水措施下的渗透破坏模式展开研究。主要的研究内容及相关的研究结论为:
  (1)通过查阅相关文献并参考工程实例对双层河道的基本特性展开研究,详细地阐述了双层河道的功能、适用条件、断面型式及防渗排水措施。
  (2)在渗流理论及渗透变形理论的基础上,结合双层河道的结构特性,系统地分析了影响双层河道渗流稳定性的主要因素和双层河道渗透破坏主要形式。
  (3)选取重庆市巴南区龙洲湾B区堰河治理工程施工现场的土石回填料为原料,针对土石填料的渗透特性展开室内实验。得出压实度对土石料的渗透特性及渗透破坏型式有较大影响,压实度达到95%时,渗透系数可达10-4cm/s量级,临界坡降为1.0左右,最大破坏坡降为3.0左右,过渡型土体随着压实度的提高,其渗透破坏类型可由管涌型破坏转变为流土型破坏。
  (4)基于饱和-非饱和渗流理论,运用ABAQUS和GeoStudio有限元软件对不同排水措施下的双层河道模型进行渗流分析,并对其渗透破坏模式展开研究。得出:①双层河道横断面方向为渗流主方向;②在无防渗排水措施下,上层河道的渗漏导致地下水位持续抬高,箱涵外侧孔隙水压力较大,不利于箱涵的结构稳定,且箱涵与回填土接触面有发生接触冲刷的危险;③在下层箱涵侧墙和项板布置排水孔,有利于降低地下水位,减小箱涵外侧的渗透压力,但排水孔渗流出口处的水力梯度值较大,超过了土石填料的抗渗临界水力梯度,有发生出逸型渗透破坏的危险;④在下层箱涵外侧布置级配碎石排水体有利于进一步提高下层箱涵的排渗能力,降低地下水位,减小渗流出口的水力梯度,但在上层河道岸坡坡脚处以及下层箱涵排水孔渗流出口处仍有发生渗透破坏的风险;⑤在上层河道铺设防渗土工膜可显著减小上层河道的渗漏量,有效降低地下水位,渗流出口的水力梯度值可控制在安全允许的范围内,有利于上层河道的景观蓄水和回填区的渗流稳定性。
  (5)在室内试验和数值分析结果的基础上,对双层河道的渗透破坏防治措施展开探讨,提出防止双层河道发生渗透破坏在设计和施工上主要可从提高回填料的抗渗能力、防渗措施、排水措施以及渗流出口的滤层保护这四个方面来考虑。
[硕士论文] 涂金阳
水利工程;水利水电工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:长江上游重庆至宜宾河段航道等级从Ⅲ级提升到Ⅱ级,是国家实施西部大开发战略的重要举措,同时也是加快上游地区发展的必然趋势。水师坝滩位于长江上游白沙水道,是集枯水浅滩、险滩为一体的分汊型浅险滩群,滩段水流条件复杂,碍航成因多变。本文采用理论分析和二维水流数学模型,对水师坝浅险滩群水流特性、整治参数及整治措施进行计算了分析,可为山区河流洲头浅险滩群的整治方法提供参考。
  论文的工作内容和研究成果主要有:
  (1)收集了丰富的滩段地形和水文资料,分析了水师坝河段河床演变规律及水文泥沙特性。结合滩段水位、流速及浮标流向等实测资料对平面二维水流数学模型进行了验证计算,给出了适合研究河段的基本参数。
  (2)基于概化水槽模型,通过数模计算和分析提出了流线漂距与横流、流量等的经验关系式以及航槽允许横流的计算式,给出了适合于水师坝河段的横流取值范围为0.5~0.7m/s。基于水师坝天然河段,通过密集工况的水流特性计算分析,给出了断面系数、航道流速、航槽比降、消滩判数等的沿程分布,结果表明,水师坝河段为分汊河道浅险滩群,即洲头上游水浅碍航,和对夹石与洲头对峙形成强烈夹堰水而成险。
  (3)通过多种坝型、坝长、坝轴线走向、坝位以及流量等众多工况的单因素和多因素计算分析,得到了水流速度、横流强度等变化规律,提出洲头顺坝比岸边丁顺坝更适合洲头险滩的整治;分析洲头坝坝头绕流特性,提出洲头坝横向位置的经验计算式;同时分析主汊河宽比μ推算洲头坝位置,两种方法相互得以验证并运用于航道整治。
  (4)本文提出的极速控制法推求整治线宽度,从泥沙起动和上滩流速两个方面控制滩段水流条件,紧密结合滩段实际,比常规的水力学法、造床流量法等传统方法更加符合实际,是一种确定山区河道浅滩整治参数的可靠方法。
  (5)提出了浅滩筑坝束水攻沙,险段炸礁及筑洲头坝调整流态、减缓横流的整治思路,经过多个整治方案的数值模拟和优化,得到的推荐方案基本能达到整治目的,可为实际工程的设计和实施提供技术支撑。
[硕士论文] 陈升
工程管理 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:在经济飞速发展与变革的当今社会,城市化进程的不断向前推进为人们带来物质生活极大飞跃的同时,也致使环境问题日益凸显。而在人类社会面临的诸多环境问题当中,城市河道的问题首当其冲。主要因素多是由于生活垃圾的无序堆放与倾倒,以及工业废水废渣的不合规排放,导致了城市河道水体的水质不断恶化,生态环境系统遭受破坏的程度日趋严重,进而对经济和社会以及环境也带来了恶劣的影响,因此对城市河道开展综合整治已成为解决这些问题的首要办法。目前我国城市河道的综合整治效果显著,对河岸河堤的加固维修增强了河流的防洪排涝能力,水质的改善和生态景观的构建也极大的丰富了城市河道周边居民的生活质量,无形中提升了城市的格调。由于城市河道综合整治项目对经济效益和社会效益所产生的巨大影响,其后评价也逐渐受到关注。通过对河道综合整治项目的后评价,便于分析项目在实施建设、运营以及管理过程中的具体状况,总结经验和教训,从而提高项目管理者的决策水平。
  本文首先介绍了项目后评价的相关概念和基础理论,阐述了项目后评价的目的、原则和实施的必要性,通过和前评价以及中评价的区别对比,对后评价进行准确界定。其次,对项目后评价的内容和常用评价方法进行了介绍,包括项目的目标评价、过程评价、经济和社会评价以及环境评价的内容,对常用的方法包括对比分析法、逻辑框架法、投影寻踪评价法和因果分析法等进行了铺述。第三,通过对城市河道综合整治项目的特点分析引入了该类型项目的后评价指标体系,包括在目标层中引入城市河道综合整治项目的综合效益,准则层引入过程评价、经济效益、社会效益和生态环境效益4个指标;指标层引入了建设工期变化率、静态投资回收期、促进地区经济发展影响和滨水设施多样性等12个指标。最后,本文以河南省三门峡市湖滨区青龙涧河综合整治项目作为实例,通过对相关资料的查找及实地调研,构建层次分析法和模糊综合评价法的模型,并结合成功度的方法,在对实际指标的计算量化基础上,对项目进行了综合效益评价、过程评价、经济效益评价和社会效益评价以及生态环境的评价,最后得出评价结果是该项目是成功的,证明了项目从整体来说是切实可行的,并取得了良好的社会经济效益。本文结合城市河道综合整治项目的工程特点,在原有的后评价指标体系的基础上,创新性的引入了针对城市河道综合整治项目后评价的12个评价指标,并通过计算和验证,证明了该指标体系的科学性和合理性,同时也可为以后同类型的工程项目提供一些借鉴和参考。
[硕士论文] 刘士荡
水利工程;港口、海岸及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:在航道整治工程中,经常采用的措施就是修建整治建筑物,丁坝就是最常用的整治建筑物之一。但是,丁坝的修建改变了原有的河道地形,会引起流线集中,造成局部流动结构的改变,引发新的河床演变,因此对修建丁坝的位置研究显得很有必要。本文以长江上游与沱江交汇处金钟碛河段至小米滩河段航道整治工程作依托,全面收集相关资料,通过理论分析、原型观测和模型试验的方法对试验河段的河床演变规律进行详细的研究,采用平面二维水流数学模型试验与概化水槽试验相结合的研究手段,对丁坝位置的理论确定进行了科学的计算与验证,在此基础上研究分析了整治方案中丁坝附近的水流特性变化。本次研究成果主要如下:
  (1)在有丁坝与没有丁坝的三种工况下,通过对水槽水面线和流速的验证,不断的修改数学模型的网格大小与参数,成功的建立了水槽数学模型。
  (2)分别从流量、坝长和丁坝偏转角度等影响因数出发,定量研究分析了丁坝5°绕流区宽度与它们之间存在的关系。研究发现,丁坝5°绕流区宽度与坝长存在正比关系,与流量存在反比关系,而与偏转角度没有直接的关系。在只考虑流量与丁坝长度的条件下,拟合出了有关丁坝位置的经验公式。
  (3)通过理论分析和原型观测的方法,对研究工程河段进行了深泓线、河床横断面和滩险变化的分析,确定了工程河段近期演变基本稳定的结果。
  (4)通过对小米滩天然河道水面线,断面表面流速和流向的验证,确定了数学模型的准确性。为了更好的掌握碍航河段的水力特性,进行了水沙特性认识性试验,最终得出金钟碛河段浅区为枯水浅滩,而小米滩河段在枯水期部分搁浅,中洪水期水流比较湍急。
  (5)提出了四种整治方案,包括三种设计方案与一种优化方案。通过经验公式计算确定丁坝在方案中的位置,经全面分析比较,发现设计方案三的整治效果要优于方案一和方案二,而优化方案中以丁坝与顺坝长度都缩短10m的方案为最佳。
[硕士论文] 邓晴
水利工程;港口航道及近海工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:弯曲分汊浅滩是西南山区河流中普遍存在的滩险类型,该类型滩险成因复杂,治理难度大,其治理主要采取整治建筑物结合疏浚的措施开辟直槽通航,但采用传统整治方法可能存在通航汊道表面流速增加形成急流滩的风险。本文提出在弯道中布置转流坝的整治思路,调整凹岸侧下方逆坡段中的底流方向,增加其近底层垂线流速和紊动强度,调整汊道分流比,解决过渡段浅滩淤积问题。
  本文通过概化长江上游山区河流凸岸类弯道分汊浅滩河道形态,采用Fluent的RNGk-ε紊流模型结合VOF两相流模型对70°弯道分汊河道进行三维数值模拟,研究不同转流坝方案对水流特性的影响,主要得出以下研究结论:
  (1)转流坝的主要功能是通过坝体的挡水作用,改变分汊段中凹岸侧下方逆坡段底流流向。方案四底流方向较方案前偏转了13.7°,有利于凹岸侧过渡段集中冲刷。
  (2)转流坝使弯道与逆坡段内流场重新分布,有效增大凹岸下方逆坡段近底层纵向垂线流速大小,双转流坝布置更有利于使凹岸侧主槽内底部泥沙获得更大的动能,满足泥沙起动条件。
  (3)转流坝可有效调节汊道分流比,方案后凹岸侧汊道分流比增大,较方案前凹岸侧汊道分流比最多增加6.5%。
  (4)逆坡段垂向紊动强度沿水深呈“L”型分布,横向紊动强度沿水深的分布先增大后减小再增大。从整体上看,横向紊动强度要大于垂向紊动强度值。转流坝可增大逆坡段近底层水流紊动强度,有利于改善过渡段浅滩淤积问题。
  (5)转流坝的长度与个数对逆坡段水流结构的改变有重要影响,当转流坝长度与数量增大时,纵向垂线流速与紊动强度随之增大。研究发现,L/B=0.3的双转流坝方案最有利改善过渡段泥沙落淤问题。
  本文转流坝对水流特性的影响的研究成果,除了可以直接应用于长江上游叙渝段航道治理外,还可以用于类似条件的山区河流,在河床演变、江河整治中具有参考价值。
[硕士论文] 张栋
农业工程 东北农业大学 2018(学位年度)
摘要:1.冰上沉排是我国北方冬季常见的施工技术,主要应用于护岸工程,在不同地区应根据岸坡破坏形式和冰层力学性质选择合适的沉排类型与施工技术。黑龙江嫩江干流堤防长650.439km,大部分堤防是在民堤基础进行加高培厚,而由于地基土质不良,河流冲刷严重,必须采取护岸措施。嫩江流域冬季漫长寒冷,水利工程的施工期较短,冰上沉排技术可以有效解决了一些常规防护方式无法解决的问题。本研究针对嫩江(齐齐哈尔段)的护岸工程,从冰层承载力,沉排材料,施工期与注意事项等方面探究了该地区冰上沉排的关键技术,希望能为今后的寒区护岸工程施工以及安全运营提供参考。
  2.本研究于2016~2017年冬季在嫩江(齐齐哈尔段)进行了原型试验,观测了气温与冰厚的变化过程,进行了9组原位悬臂梁试验,结果表明:该地区最低气温出现在一月上旬至二月上旬,最大冰厚出现在一月下旬至二月中旬,最低日气温为-20℃,最大冰厚为94cm;河冰原位悬臂梁上拉试验弯曲强度在441.8~553.0kPa间,弯曲强度平均值为497.4kPa;河冰原位悬臂梁下压试验弯曲强度在206.9~696.4kPa间,弯曲强度平均值为495.1kPa,弹性模量在3.79~7.18GPa间,弹性模量平均值为5.10GPa,原位悬臂梁上拉和下压两种方式得到的河冰弯曲强度平均值无明显差别。
  3.冰上沉排施工主要依托于冰层承载力,根据原型试验通过经验公式与实测公式确定冰层厚度与承载力的关系曲线,可知在冰厚达到50cm时,经验冰层承载力可达到8.75~17.5t/m2,实测冰层承载力为7.16t/m2,嫩江(齐齐哈尔段)的冰层承载力要小于经验值。由经验可知冰上沉排施工需冰厚达到50cm后进行,而嫩江干流因地域原因,建议冰厚达到56cm后进行施工。齐齐哈尔多年气候无明显波动,逐年冰冻期无较大变化,本研究给出了该地区冬季冰层承载力与冰厚的变化关系图,建议在一月上旬至二月中旬进行冰上沉排施工可以有效得利用冰层承载力。
  4.模型试验可以在一定程度上为原型试验提供帮助,本研究根据原型试验进行了静冰室内悬臂梁试验与模拟沉排下降试验,结果表明:室内悬臂梁下压试验弯曲强度在417kPa~1197kPa间,弯曲强度平均值为842.5kPa,要大于野外值,主要因为室内冰层晶体结构为柱状冰,而野外冰层结构为柱状冰与颗粒冰;在沉排施工过程中进行人工开槽可以减小沉排下落所需时间;室内冰上沉排模型试验可以突破季节性限制,在较好试验条件下对沉排施工进行一定程度上的探究,但仍有大量不足,需要在今后对冰上沉排模型试验进行进一步的研究。
  5.通过对嫩江(齐齐哈尔段)冰上沉排历史资料的整理分析以及现场观测和实地调研,建议选择石笼沉排进行施工。本研究对石笼沉排施工过程中沉排的设计、施工工艺、施工流程和施工质量控制等方面提出了详细的建议,希望能够为嫩江(齐齐哈尔段)的护岸工程提供一定的技术参考。
  本文针对嫩江(齐齐哈尔段)的冰上沉排施工问题,通过原型试验,模型试验及实地调研等方式发现冰层承载力,有效施工期,室内沉排模拟可行性,选取合适沉排类型等方面是冰上沉排施工中需要确定的关键技术。
[硕士论文] 王硕
测绘工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:在水利工程领域中,常见时间紧、任务重的河道清淤工程,水利工程项目的前期勘测尤为紧迫。因此,在规定的工期内完成测量工作,亟需提高测量工作效率,并保持一定的精度。河道控制网布设、碎部测量、水下地形测量、河道断面测量以及测量资料的后期处理等都是非常耗时的作业流程。针对以上问题,论文开展的研究工作有:
  (1)在分析常规河道控制测量技术的基础上,系统的探讨了河道图根控制与碎部测量一体化数据采集方法,详细设计了一体化数据采集技术实验,测试了在树林遮挡、建筑物遮挡复杂环境因素对网络RTK测量的影响规律,分析了其内外符合精度水平,同时利用MATLAB编程对全站仪平面精度和高程精度进行仿真分析,验证了一体化数据采集技术在河道测量应用中的可靠性。
  (2)介绍了河道断面设计与选取原则以及横断面测量方法,分析了河道断面测量平距和高程误差,介绍了无人测深船的系统架构及作业流程,重点探讨了无人测深船的时间延迟对河道断面的影响,使用断面整体平移法和特征点匹配法两种时间延迟探测方法,对有问题的断面进行模型改正,分析了两种方法的可靠性。
  (3)针对河道测量数据处理的低效性问题,采用AutoLisp语言编写了河道工程测量数据处理工具箱。以AutoCAD下拉菜单的形式,实现影像数据的加载与纠正、单一河道断面提取、河道全线路自动提取、断面线布桩设计等快捷数据处理功能,提高工作效率,应用效果良好。
  以济南市徒骇河水利工程测量为案例,将图根控制与碎部测量一体化数据采集方法、无人测量船定位及测深技术应用于河道测量,外业数据采集工期较原计划的40天缩短为23天,测绘成果能够满足水利工程设计的要求,将基于AutoLisp开发的河道测量工具箱应用于该工程实践,大大提高了内业数据处理的工作效率。
[硕士论文] 李子晗
水利水电工程 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:黑龙江干流堤防因其特殊结构与填土材料,在上游侧较高水位长期浸泡及水位骤降的影响下,产生了一系列不利于堤防边坡稳定的现象。通过探究堤防的结构稳定性及内部的渗流稳定性来判断其是否能满足运行需求,具有避免滑坡,溃坝等事故发生的实际意义。
  本文考虑堤基、地质和地下水等因素,分析堤防在汛期的破坏机理,以汛期高水位长期浸泡及水位下降为运行条件,多种土料组成为研究工况,对堤防在行洪期间的渗流稳定和抗滑稳定进行研究。进行了试验土样的取样与物理力学试验,在此基础上设计并进行了砂槽模型在高水位长期浸泡及水位骤降时期的堤防稳定性试验,观测了堤防边坡的稳定性,渗流场及内部的土水压力变化过程。根据总结的堤防边坡稳定分析方法,利用数值软件对不同断面形式的堤防稳定性,土体强度参数及内部渗流线和坡降进行了研究,对砂槽试验的结果进行了验证与补充。
  分析表明,堤防土体在受到高水位长期浸泡后,各断面组成的土体强度在短时间内迅速减小,其内部渗流线在坡脚处逐渐压缩集中,背水坡坡脚处坡降最大,堤后水流出逸点均位于堤脚附近。主体为粘性土的堤防模型因渗透系数等原因较砂性土为主的堤防模型在水位骤降的工况下迎水坡面更容易发生较大的渗透破坏。
[硕士论文] 李选正
结构工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:放淤固堤是黄河下游堤防加固的一项重要措施,通过开挖河底淤泥降低河床高程,同时又将淤泥回填到堤岸来加固黄河大堤。在近几年的黄河防汛工作中发挥了重要作用,减少了洪水隐患。然而在淤区冲填工程的设计施工中,由于冲填土物理性质和固结规律的复杂性,对放淤固堤施工速率以及调控施工流程造成了困难,导致实际放淤固堤工程难以达到预期工期,造成资源浪费。本文以黄河下游济南段实际放淤固堤工程为研究对象,针对如何合理设计淤区冲填施工速率,采用室内试验、理论计算和数值计算方法分析放淤固堤施工过程,研究淤区冲填土在施工荷载作用下的孔隙水压力规律以及固结规律,提出安全、科学、合理的淤区冲填土施工方案,为黄河下游放淤固堤工程建设提供技术指导和理论参考依据。
  本文首先对济南段放淤固堤工程中使用的冲填土开展室内试验研究,探究其物理力学性质,为放淤固堤工程理论计算和数值计算提供可靠数据;通过试验数据对该冲填土进行分类,将该土命名为低液限黏土;分析其渗透系数、孔隙比等参数随不同土层压力下的变化规律,得出该土样k-p曲线。
  其次根据太沙基单向固结理论,针对简化的放淤固堤工程模型进行理论计算研究,对淤区超孔隙水压力消散规律和冲填土固结规律进行探究,为现场施工提供较为准确的施工间歇。在理论分析中考虑淤区土渗透系数随固结压力的变化规律,发现随着堆载冲填土厚度增加,淤区土渗透系数随固结压力变化这一考虑因素对淤区底部超孔隙水压力消散速率的影响越来越明显,但是由于理论计算取平均指标,考虑淤区土渗透系数随固结压力变化对淤区冲填土固结情况影响较小。
  最后使用FLAC3D有限差分软件对放淤固堤工程施工过程进行数值模拟和研究。建立放淤固堤工程数值计算模型,利用合理位移边界条件和水力边界条件,通过流固耦合两相计算方法,分层模拟淤区施工过程,分析施工荷载下淤区孔隙水压力消散过程和固结规律,并考虑淤区土渗透系数随固结压力的变化规律以及不同施工速率等工况,根据数值计算结果建议淤区冲填土施工过程间歇时间,提出合理的淤区冲填施工方案。研究结果发现淤区渗透系数随固结压力变化这一因素对淤区固结情况的影响较大,且连续性施工引起的堤防和淤区的不均匀沉降明显大于分层施工工况。
[硕士论文] 张文生
环境工程 郑州大学 2018(学位年度)
摘要:本文选择清潩河流域(许昌段)为研究区域,针对清潩河流域(许昌段)河道流速、水深均一化,河床生境单一等物理生境问题,以改善河道物理生境为目的,首先,对流域内水生生物、河道物理生境和流速、水深及底质现状进行调查和评估,提出物理生境改善对策;其次,通过MIKE21二维水动力模型,模拟优化调整各生境改善技术的构筑参数;最后,利用River2D鱼类栖息地二维数值模型,模拟生境改善整体措施对指示鱼类的栖息地加权可利用面积(Weighted Usable Area,WUA)的影响变化,以验证物理生境改善的效果。为将来的河流生境改善工程提供理论依据与数据支撑。
  (1)对流域内的水生生物进行现状调查,发现流域内水生植物优势种群为篦齿眼子菜、芦苇、香蒲和菹草,底栖动物优势种群为摇蚊幼虫、霍甫水丝蚓、梨形环棱螺和耳萝卜螺,鲫鱼和麦穗鱼在鱼类种群中占有绝对优势。以上种群均为适应范围广、繁殖能力强的本土优势类群,因此本研究将其作为生境改善的目标物种;选用河流快速生物评价(Rapid Bioassessment Protocols,RBPs)方法,对研究区域的河流物理生境现状和流速、水深及底质进行调查与评估,结果发现清潩河上游和灞陵河-小泥河中游河段的物理生境质量较差,亟需得到改善;流域物理生境存在的问题如下:①清潩河上游干涸,缺乏生态流量;②流域整体上流速较慢,水位较浅,缺乏水生动植物所需的急流区和深水区生境;③河床底质多为淤泥,缺乏细砾和坚实的沙砾;④缺乏深潭-浅滩序列;⑤河道经人工干预较为严重,生境退化程度较明显,顺直且无边滩,缺少裸露基岩、漂砾等河面覆盖物,生境类型较为单一,且质量较差等。针对以上问题,本研究选取丁坝群、深槽-浅滩和堰/砾石群三种技术,通过改变河道多缓流、多浅水和流速、水深均一化的现状,构建砾石等河面覆盖物,恢复河道蜿蜒性等,提升物理生境质量。
  (2)采用MIKE21水动力模型,对比优化了丁坝群、深槽-浅滩和堰/砾石群的构建参数。丁坝优化后的措施参数为:坝间距为10m(约为丁坝长度的2倍),迎、背水面与水流方向夹角分别为30°和120°的梯形丁坝群;深槽-浅滩优化后的措施参数为:深槽为长轴8m,短轴5m,深2.5m的类椭圆形,底部铺设泥沙和卵石底质,浅滩为水深0.3m,长轴8m,短轴5m的凸起,浅滩带河床铺设漂砾、圆石和块石基质。堰/砾石群优化后的措施参数为:堰体高0.8m,上底宽2.0m,下底宽4.4m,迎水面1∶2,背水面1∶1,堰体由不同粒径的块石基质组成,上层是大粒径块石(粒径20~30cm)、下层为小粒径块石(粒径10~20cm);每个砾石群由4块直径为1.0m的不规则大棱角砾石构成,砾石之间的间距为0.5m;砾石群之间的间距10m左右,砾石放置在深泓线两侧各1/3的范围。参数优化模拟研究结果表明:丁坝群、深槽-浅滩和堰/砾石群能够增加河道局部流速和水深的多样性、增加深水区和急流区,从而改善水深和流速均一化、流态单一、缺乏河面覆盖物等生境现状。
  (3)通过River2D鱼类栖息地二维数值模型,在灞陵河模拟河段内设置参数优化后的生境改善措施,模拟验证其对WUA的改善效果。结果表明,丁坝群等物理生境改善措施构建后,WUA为原河道的15.4倍,丁坝群和砾石群对鲤科鱼类栖息地的改善情况更为明显,经参数优化的丁坝群、深槽-浅滩和堰/砾石群整体上对物理生境的改善效果较好。
[硕士论文] 陈新蕾
农村与区域发展 河南师范大学 2018(学位年度)
摘要:黄河滩区迁建事关黄河长治久安,事关黄河滩区群众的福祉。早在建国之初,黄河滩区土地肥沃,适宜农业生产,众多人口聚集在黄河边,在这里生产生活。但是随着经济的发展,黄河滩区生态环境日益脆弱,水土资源严重不匹配,有些滩地沙化严重,阻塞了黄河河道,滩区洪灾风险加剧,威胁着整个下游地区的防洪安全。另外,黄河滩区位置偏僻,自然环境恶劣,基础设施建设相对落后,滩区群众生产生活极其原始,生活困顿,贫困发生率高达25%左右。从长远来看,想要解决滩区群众防洪安全,促进黄河滩区群众与全国人民同步实现小康目标,其根本出路在于滩区居民迁建。
  河南省是黄河下游滩区搬迁重点地区之一,自2015年,河南省黄河滩区迁建试点工作启动以来,已有4676户、16718人进行搬迁,涉及河南省范县的就有2个乡镇,8个行政村、2037户、6984人。黄河滩区迁建在扶贫开发等方面都取得了显著成效,但也存在着一些问题。
  本论文以河南省范县黄河滩区迁建问题为中心,详细梳理了国内外研究现状和相关的理论成果。通过分析范县的基本县情、黄河滩区群众搬迁的现状,和目前的搬迁政策,在对黄河滩区群众搬迁意愿的调研的基础上,找出黄河滩区迁建中存在的三个方面的问题。一是群众搬迁意愿不强烈;二是上级政策落实困难,三是有些搬迁政策设计不科学。根据三个方面的问题,借鉴国内外搬迁经验,提出黄河滩区迁建的解决对策。从三个方面彻底解决迁建中存在的问题,一是充分发挥群众主体作用,二是优化政策设计,三是推进政策落实,从而保障黄河滩区迁建顺利进行。本论文力求为黄河下游滩区迁建提供参考意见。
[硕士论文] 徐悦
测试计量技术及仪器 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,水污染事件频繁发生,目前的水务监管方式存在效率低、成本高等缺陷,河道巡检过程中大量的数据采集、管理和处理需求得不到有效满足。本文提出一种河道巡检系统方案,实现对河道偷排偷放现象的有效监管。
  本文从水污染及其监管现状介绍出发,总结了河长制实施后河道巡检过程的特点和需求。本文详细阐述了研究中需要的各项应用技术,为巡检系统的实现奠定理论基础,论述了小型无人机河道巡检系统的结构组成、各模块的选型过程和性能特点。论文第三章详细说明了系统运行过程中需经历的四个阶段以及每个阶段应该完成的任务,包括勘探环境并记录、通信连接并规划航线任务、实时监测并存储数据和信息管理。本文重点研究了自主设计的地面站监控软件,通过百度地图实现地图功能操作和MySQL数据库系统实现系统信息的管理,最终实现河道地理信息预存、无人机连接、河道巡检任务规划、飞行监测和图像管理五个功能。
  本系统选择在合肥市内某河段进行实验测试,河段全长约1500米,宽3~4米,共部署5个监测点,包括1个排污口监测点。实验结果显示,本系统可完整实现河道图像信息的实时采集及自动存储,航线自主规划及航行,无人机状态实时监测和图像管理功能,满足河道日常监管需求,降低了人工巡航监管成本,提高数据处理效率,具有应用与推广价值。
[硕士论文] 桑毅佳
土木工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:本文研究目标如下:
  本研究结合理论分析与数值分析等研究手段,研究库区蓄水前、后防护堤和堤后场地的稳定性;研究库水位升、降工况下防护堤和堤后场地的稳定性;研究蓄水后遇强震工况下,防护堤和堤后场地的稳定性。最终,提出一种改进拟静力法对存在可液化土基础的防护堤和围地工程的稳定性分析方法,并提出相应措施,为工程应用和参数设计提供理论依据。
  本文主要研究内容如下:
  1)高防护堤边坡的抗滑稳定性
  高防护堤边坡失稳造成的损失远大于普通防护堤边坡失稳造成的损失,特别是地震区域地基情况较差的防护堤边坡工程。本课题主要研究高防护堤边坡在不同工况下的稳定性情况,从而优化防护堤边坡坡比与加固措施的设计。
  2)可液化土地基抗剪强度参数变化规律
  通过研究砂土、粉土等可液化地基在地震动力作用下抗剪强度参数折减,并将该种强度参数变化应用于防护堤边坡稳定计算中,获得考虑地基液化情况下的防护堤边坡稳定性。
  3)采用相应的抗液化措施
  针对本工程液化土层的种类、性质和埋深,选用合适的抗液化处理措施。
  本文研究方法如下:
  1)依托“金沙江白鹤滩水电站-巧家县城防护工程”,对不同工况下高防护堤边坡的稳定性进行分析,优化防护堤边坡坡比。其中,高防护堤边坡安全性指标将借助Geostudio等软件进行分析。
  2)针对可液化土层,分析其参数折减和折减后的防护堤稳定性。分析工具将借助Geostudio等软件进行分析。
  本文研究结论如下:
  1)巧家防护工程防护堤及其堤后填地面对白鹤滩库区水位大幅涨落的不利条件,在稳定渗流期、施工期遭遇暴雨、水位降落期和水位骤降期等各个工况下,经过有限元静力计算,安全系数均达到了规范要求。
  2)对于防护堤堤基土层中存在的可液化土层,即细粒土质砂,参照类似工程规范,对其强度参数进行折减后,经过有限元静力计算,安全系数未能满足规范要求。可见液化对防护堤稳定造成了较大影响,需对其采取处理措施。
  3)根据相关规范,采取强夯处理措施,消除了防护堤堤基的细粒土质砂的液化可能后,采用正常的强度参数进行有限元静力计算,安全系数满足了规范要求。
[硕士论文] 赵志赫
水利工程 哈尔滨工程大学 2018(学位年度)
摘要:松花江地处我国高纬度地区,属于季节性封冻河流,冰封期较长,流域受流凌影响较大,每年春季冰雪消融,江面文、武开江形成的大量浮冰,导致堤防工程受到不同程度的破坏,严重的甚至穿越堤防造成水灾。开展松花江干流堤防工程护岸结构优化设计研究,可为流凌对结构破坏机理研究及季节性封冻河流堤防防护提供技术支撑。
  本文以松花江干流治理工程流凌演进机理及堤防防护技术研究项目为依托,面向松花江胜利堤段护岸结构设计问题,结合现有冰区护岸结构服役环境特点,针对冰对堤防结构破坏机理,提出基于地下连续墙结构的新型半斜坡式护岸结构方案,利用ABAQUS有限元软件,开展护岸结构在冰荷载和地震荷载作用下的力学性能研究,为新型护岸结构设计推广提供技术参考。
  具体研究内容如下:
  (1)调研和分析松花江流域现有护岸结构型式、特点以及冰凌对其产生的破坏特点,综合考虑松花江流域水文、环境特点,结合季节性冰冻河流水利工程施工要求,提出基于地下连续墙结构的新型半斜坡式堤防护岸结构优化方案,根据相关规范完成具体结构设计。
  (2)利用ABAQUS有限元软件建立新型护岸结构数值模型,考虑冰凌作用下土体内摩擦角、结构嵌固深度以及墙体到岸线不同距离下护岸结构应力、位移响应和土压力分布差异,完成冰凌作用下新型护岸结构优化方案静力分析。
  (3)基于护岸结构静力分析研究成果,开展计入地震力作用的护岸结构动力响应研究。输入EI-Centro波、Taft波和Northridge波三种地震波,研究不同地震特性和强度对结构力学性能的影响,完成计入地震力的新型护岸结构优化方案动力响应分析。
[硕士论文] 马娇娇
水利工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:淮河流域行蓄洪区在防洪减灾中发挥着重要作用,合理有效地启用能够有效降低干流河道洪峰水位、减轻上下游防洪压力。由于淮干行蓄洪区的运用条件复杂,在实际洪水调度运用中难以达到最佳效果,为更好地发挥行蓄洪区的运用效果,处理好存在的主要问题,规划对淮干行蓄洪区进行调整,其中蚌浮段原有4处行洪区仅保留花园湖行洪区一处,调整规划中部分工程已实施完成,为充分发挥行蓄洪效果,开展行蓄洪区调度方案研究具有重要意义。
  本文以淮河干流蚌埠至浮山段为研究区,以花园湖行洪区为重点研究对象,应用MIKE软件建立蚌埠至浮山段水动力数学模型,其中干流河道建立河网一维模型、行洪区建立平面二维模型,利用典型年2003和2007年实测洪水过程,对一维模型的相关参数进行率定和验证。通过建立一、二维模型,将淮干河道与行洪区进行耦合连接,进而对1954年型洪水演进过程进行模拟。通过选定花园湖行洪区不同启用方式及启用水位下的调度运用方案,计算出行洪区不同启用条件下的水位流量关系,分析行洪区启用与不启用条件下对干流河道洪峰的影响,从而对调整规划实施后行洪区的调度运用方案进行合理性分析及方案比选,为行蓄洪区的调度运用提供依据。
  本文建立的水动力模型充分利用了一维和二维模型的优点,模型能够较好的模拟干流河道向行洪区进洪以及行洪区向干流河道退洪的过程,模拟精度可满足洪水调度方案研究的需要。研究结果表明:在遭遇1954年型洪水时,规划条件下花园湖行洪区按照临淮关水位达20.5m时启用,并且综合考虑进退洪闸同时开启或先启用进洪闸再开启退洪闸的闸门调度方式,能够较好地发挥行洪区的作用。本文基于MIKE模型的花园湖行洪区调度研究可为今后淮河干流行蓄洪区调度运用方案的制定提供借鉴意义。
[硕士论文] 张东华
软件工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:河湖管理工作具有实地环境复杂、难度大的特点。近年来河长制在河湖管理工作中逐步发挥了重要作用,将辖区内部的河湖资源设施按照一定规则进行划分,管理任务具体落实到人,起到了权责分明的作用,有效保护了当地的生态环境。由于机构部门人员缺乏全面掌握辖区内部河湖资源详细信息的直观手段,业务条理性和规范性不强,诸多实地数据信息无法得到充分利用,因此进行了基于河长制的河湖一体化管理系统的开发工作。
  系统的开发技术以Hibernate等框架技术为代表,以表现层、业务层等作为技术架构的代表。表现层中以客户浏览器为主要介质,利用到Action等组件,完成前台交互的内容。持久层的处理过程中以JDBC为主,更新了方位数据库的形式,并充分利用的映射机制。业务层中主要采用业务逻辑接口,此外数据层中由Oracle11g数据库技术作为代表。
  系统的功能体系包括了河道综合治理、日常办公管理等部分。个人任务管理中能够完成对河道治理任务和工程进度成果的管理,并处理待办任务。河道综合治理过程中,可完成对河湖名录的管理工作,并实行建档建策机制,全面掌握河湖周围环境。治理概况管理中能够对项目和投资等要素进行统计,掌握项目进度。在问题排查环节中能够排查违章建筑、堤防工程等易发问题。基础信息的维护面向水资源分布、预警阈值等方面。日常办公管理中可处理工作日志的相关信息,并对巡查计划进行制定、上报等处理。考核管理中以河道和区域为要素,建立相关办法、指标等,并开展考核统计。
  本系统应用后在精细化、协同化等方面对河长制进行了完善。业务人员能够全方位掌握辖区内部的河湖资源以及相关监测设施的详细信息,同时针对上述内容做统计分析,为业务决策提供更多的参考信息。该系统涉及到河务机关各个部门,有效增强了机关内部工作的协同性,确保权责明确,保证各项工作高效顺利开展。
[硕士论文] 张伟
建筑与土木工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,随着我国河道治理工作不断开展,其中产生的疏浚泥浆也日益增多。对于这些疏浚泥浆的处理工作已迫在眉睫,如何解决传统疏浚堆场造成的占地面积大和干化时间长等问题,已成为疏浚领域亟待解决的技术难题。
  投加絮凝剂脱水是泥浆处理过程中最重要的技术环节,本文以芜湖漳河、当涂姑溪河和马鞍山驷马山干渠的疏浚泥浆为研究对象,Fenton进行预处理后,选用不同类型的絮凝剂以及复配絮凝剂体系在量筒中进行实验来考察泥浆静态的脱水效果,并以处理后上清液SS(悬浮物含量)、清浑界面下降速率、淤泥沉降比和剩余淤泥体积等为考察指标来确定最佳絮凝方案。结果表明,本实验采用的絮凝剂体系能显著加快淤泥的沉降速度。含泥量为5%时,芜湖漳河泥浆加100mg/L的Ca(OH)2后沉降比低至28.04%,当涂姑溪河加Ca(OH)2(70mg/L)+粉煤灰(1g/L)后沉降比最低为14.33%,马鞍山驷马山干渠加PAFC后沉降比为33.57%。当含泥量上升到10%和15%时,最佳投加量基本都和含泥量为5%时一致,但是沉降速度会明显下降,最终的淤泥体积也明显增加,但是SS都会有所降低。由此可知,泥浆浓度在15%以下时,絮凝剂最佳投加量与泥浆浓度基本无关,但是随着泥浆浓度上升,沉降速度明显下降,剩余淤泥体积显著增加。当涂姑溪河泥浆含沙量较高,芜湖漳河和马鞍山驷马山干渠泥浆含沙量较低。研究表明絮凝剂对于有一定含沙量的泥浆脱水效果改善明显,而对含泥量小或几乎不含泥的泥浆沉降效果则会变差。
  通过研制的小型动态泥水分离装置,模拟了工程中现场抛泥区沉降情况,并探究了小型动态泥水分离的工艺。从投加方式、挡板设置、絮凝剂种类、投加量和停留时间等变量着手,通过探讨泥浆处理后上清液SS含量和沉降速度,以确定该装置在泥浆处理时的最佳参数。实验结果表明,运用管道的方式将泥浆与70mg/L的Ca(OH)2进行混合,并将装置分区,停留时间达到50min时,出水SS值最低为451.8mg/L。
  以当涂姑溪河为例,采用投加Fenton试剂和Ca(OH)2的方式与原疏浚方案将泥浆输送至抛泥区自然风干相比,将减少40%的征地和抛泥区围堰工程,降低成本40万元。
  此次研究结果可为清淤工程中的凝脱水工艺和絮凝剂选择提供一定的参考,并为以后实际疏浚工程中抛泥区设计提供重要建议。
[硕士论文] 丁彬
建筑与土木工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:近十年,长江安徽段的崩岸强度增加,给沿岸居民生命财产安全十分不利的影响。崩岸发生的机制一直是国内外学者的研究重点。
  本文利用室内概化模型试验和数值模型计算,开展了长江安徽段二元结构弯道河岸崩塌过程的特征研究和影响因素分析。室内模型试验过程中分析了河岸崩塌过程中土压力、孔隙水压力、坡顶位移、含水率的变化特点,总结了河岸崩塌后的形态。利用BSTEM模型对长江安徽段和悦洲典型断面的稳定性进行分析并对岸坡崩退过程进行了模拟,并就退水期这一工况的边坡安全系数计算结果与采用非饱和-非稳定边坡临界滑动场的计算结果进行对比分析,同时分别对比总结了潜水位变化和坡脚冲刷对河岸稳定性的影响。
  结果表明:河岸崩塌时土压力值会突然下降,孔隙水压力值则会出现波动。在坡前水位骤降过程中,河岸会由于砂土层被冲走导致的坡型改变、侧向静水压力改变、孔隙水压力未完全消散及边坡土体强度减小等因素发生崩岸。崩岸特征与河岸土体组成及力学特性有着密切的关系。枯水期和涨水期河岸基本稳定,洪水期河岸稳定性较低,退水期河岸稳定性最低。增加坡脚冲刷强度会加剧下部砂土的掏空程度,使河岸的稳定性降低,崩塌程度更大。与不考虑潜水位滞后相比,考虑潜水位滞后的影响后模型计算的崩塌宽度更宽,崩塌次数更多,说明潜水位滞后对河岸稳定性会造成不利的影响。
  本文结合模型试验与数值模拟,对长江安徽段典型崩岸进行了研究,并分析了其内部应力变化及整体特征,所得成果为长江安徽段崩岸机理的研究提供了参考。
[硕士论文] 马艳飞
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:随着城市化的发展以及全球气候变暖,城市局部短历时暴雨增多,城市暴雨积水问题突出。泰州市高沙土区饱受洪涝灾害之苦,为了提高区域排涝能力,本文开展了河网综合整治规划研究,研究结果对泰州市城市排涝规划具有直接的指导意义。
  本文基于Saint-Venant方程组,建立了泰州市高沙土区河网非恒定流数学模型,运用Preissmann四点加权隐式差分格式,对方程组进行了时间和空间离散,采用双松弛迭代法求解河网非恒定流。对研究区域的产汇流进行计算,得到了不同频率暴雨的地面径流过程。利用实测资料,对数学模型进行了率定和验证。经过实测降雨验证,河网典型节点的水位绝对误差基本在±0.05以内,表明本文数学模型具有模拟复杂河网水流运动的能力。
  利用已经率定的泰州市高沙土区河网水力模型,在不同频率暴雨和潮位组合工况下,对现状河网水流进行数值模拟,由计算结果得出,现状河网排涝能力已不能满足排涝要求。
  从河道整治、开挖湖塘、新辟通江口门三个角度出发,对现状河网进行综合整治规划研究。利用本文数学模型对规划方案河网水流进行数值模拟,得到5种满足排涝要求的规划方案,即方案一——骨干河道整治,方案二——开挖湖塘,方案三——骨干河道整治+次级河道整治,方案四——骨干河道整治+开挖湖塘,方案五——骨干河道整治+新辟通江口门。以工程造价和排涝效果为指标,对5种方案进行分析比较,方案一投资为176937万元,水位综合下降值为0.50m;方案二投资为226640万元,水位综合下降值为1.36m;方案三投资为286692万元,水位综合下降值为0.92m;方案四投资为184937万元,水位综合下降值为0.98m;方案五投资为177837万元,水位综合下降值为1.57m。研究表明,方案五即骨干河道整治+新辟通江口门方案为造价低、排涝效果好的优选方案。
[硕士论文] 潘海静
水利工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:丁坝作为一种古老的水利工程设施已经在河流系统中运用了多年,发挥着非常重要的作用。为了使丁坝可以更好地为人类服务,发挥更大的作用,需要更加全面地研究丁坝对河流系统产生的影响。过去对丁坝的研究主要集中在丁坝对河道局部范围造成的影响,而较少考虑丁坝群对河流系统产生的联合作用,此外恢复区作为河流系统中丁坝群布置的一个重要指标,对实际治河工程具有重要指导作用,但目前关于它的研究也较少。为此,本文运用理论分析、水槽概化试验和数值模拟试验相结合的研究手段,对非淹没大尺度丁坝群对河流系统的累积效应机理进行了研究。
  本文在前人研究的基础上,分析恢复区长度的计算方法,找出间距阈值与恢复区之间的关系,推导出丁坝的恢复区长度等于准则Ⅰ与准则Ⅱ之下的间距阈值之差,并提出新的非淹没异侧双体丁坝间距阈值计算经验公式,从而推导出非淹没双体丁坝在同侧和异侧两种布置方式下的恢复区长度计算公式。然后,选用来流速度、丁坝密集度、丁坝相对坝长和相对淹没深度作为非淹没大尺度丁坝群累积效应分析的四个度量指标,依次分析它们对河流系统的累积效应。结果表明,非淹没大尺度丁坝群河流系统中,速度累积效应几乎不明显,但湍流强度的累积效应分别随着来流速度、河道内丁坝数目、丁坝相对长度以及相对淹没深度的增加而增强;四个度量指标中,除了相对坝长对水流结构的影响比较大之外,其他三个指标对水流结构变化不大;对大尺度丁坝群的速度累积效应产生的影响按从大到小的顺序:相对坝长、丁坝密集度、相对淹没深度、来流速度;对大尺度丁坝群的湍流强度累积效应产生的影响按从大到小的顺序:相对坝长、来流速度、相对淹没深度、丁坝密集度。本论文的研究结果将有助于指导河流系统内大尺度丁坝群的合理布置,对河流动力学和河流管理等学科的发展具有促进作用。
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