摘要：为改善高寒地区大坝混凝土长期遭受冻融循环作用导致的性能衰减问题,基于对抗冻机理的认知进行混凝土配合比定量设计,在低热水泥、粉煤灰胶凝材料体系中掺加了高活性纳米掺合料对混凝土微结构进行协调优化,配制了高抗冻混凝土。研究了冻融循环作用下纳米掺合料混凝土的抗压强度、劈拉强度、氯离子扩散系数、相对动弹性模量和质量损失率,分析了气泡参数对混凝土抗冻性的影响,并与水利工程中普遍采用的大坝混凝土进行性能对比。结果表明,掺入纳米掺合料可使大坝混凝土的用水量降低6 kg/m^(3),混凝土和易性得到改善;在长期冻融循环作用下,纳米掺合料混凝土的抗压强度提高了3.1%~8.0%,劈拉强度提高了7.6%~19.3%,抗氯离子渗透性提高了27%~59%;纳米掺合料的掺入使混凝土内部气泡孔径细化,微结构得到优化;混凝土抗冻等级大于F800,气泡间距系数小于0.25 mm,具有优良的抗冻性能。该研究成果为纳米掺合料在高寒地区大坝混凝土的应用提供了参考和依据。

摘要：多沙河流上修建的水库必然要面对泥沙淤积问题,合理科学的库容恢复和保持措施对于水库综合效益的正常发挥具有重要意义。排沙廊道是一种一次建设、可持续使用的排沙设施,但传统排沙廊道中各进口为顺序排列,不同部位进口抽沙能力不均,严重影响运行排沙效果。等阻力树杈型冲沙管道是近期提出的一种新型排沙方式,其各级管道采用树杈型布置,多口汇流的旋转流动可消除不同角度水流加速度影响,按每一个进口管至总出口的流动阻力相等为原则设计;在进口管顶部设置倒扣铁锅型防沙罩,防止进口管被落淤的泥沙所阻塞。本文在水槽中开展了树杈型冲沙管道试验,同时开展了相同条件下的进沙口顺序排列的对比试验,结果表明:当进沙口按传统廊道多口顺序排列布置时,位于远端的一半出口将被完全淤堵,难以达到预期的排沙效果;而树杈型冲沙管有效克服了传统廊道不同进沙口抽沙能力不均的缺陷,实现了对所覆盖区域的均匀排沙,正常情况下未发生淤堵;当高含沙水流集中流向某一进口时,会造成该进口淤堵,但由于不同进沙口独立运行,所淤堵进口基本不会对其他进口的正常运行造成影响。本文试验结果表明,等阻力树杈型冲沙管道的稳定排沙浓度可达400~700 kg/m3,远高于顺序排列方式的100 kg/m3;冲刷漏斗体积为多口顺序排列的1.5倍。

摘要：南水北调西线工程将雅砻江、大渡河和黄河连为一体,形成泛流域水资源系统,涉及确定合理的调水总量、调水规模与布局以及调水量合理分配等关键技术问题。针对该复杂大系统,研究跨流域水资源多维尺度模拟和优化方法,建立了3层结构的泛流域水资源时空优化调配模型系统,将调水区7条河流与黄河受水区67地市统一优化调配。采用大系统协调技术和嵌套遗传算法动态调节机制求解泛流域水资源优化分配问题,提出了一套适宜的调水规模、工程布局及调水量空间合理分配方案,为南水北调西线工程的宏观决策提供科学支撑。

摘要：如何选取水轮机蜗壳的埋设方式,是我国大型水电站厂房设计和研究的重点和难点之一。本文以三峡水电站厂房为背景,采用双结点接触非线性模型,计算三种不同蜗壳埋设方式下厂房结构的振动响应。计算结果表明:对于混凝土结构而言,保压方案的振动响应最小,垫层方案明显大于充水保压方案,直埋方案的振动响应最大;对于蜗壳等金属构件而言,保压方案的振动响应最大,而直埋方案最小,这说明直埋方案对金属构件的振动有利。为了检验计算模型与计算结果,开展了145m水位下三种不同埋设方式蜗壳的厂房振动现场测试。测试结果表明,对于混凝土结构而言,直埋方案的振动响应最大,保压方案最小,垫层方案略大于充水保压方案;而对于水轮机顶盖的振动而言,直埋方案振动最小,保压方案最大,垫层方案略小于充水保压方案。这说明测试结果与计算结果的振动响应规律基本一致。测试结果中垫层方案与保压方案基本一致的主要原因在于,在低水位下实际厂房的混凝土结构与垫层以及蜗壳之间存在缝隙,导致蜗壳的部分振动传递不到混凝土。

摘要：为研究预应力钢筒混凝土管在极限内水压作用下的承载能力和破坏机理,对内径2.6 m埋置式预应力钢筒混凝土管原型管进行了内水压试验,试验在国内外首次采用BOTDA和FBG光纤传感技术,并将光纤在PCCP制造过程中植入钢筒表面,在加载过程中连续测试PCCP各层结构的应变响应。通过深入分析测试数据发现,试验管内压在0~1.8 MPa时管道受力均匀,各层结构变形较协调一致并共同抵御内压,内压大于1.8 MPa时砂浆和管芯混凝土发生开裂。钢筒和预应力钢丝在加压过程中的变形规律基本一致,屈服内水压力均为1.8 MPa。钢筒内侧管芯混凝土开裂后通过钢筒传递径向应力,内水压力由预应力钢丝承担。原型试验不但获得了PCCP各层结构在内水压力作用下的受载响应规律,确定了管体各层材料开裂和屈服荷载,而且为PCCP结构深层次的基础理论研究和工程应用提供了宝贵的试验资料。

摘要：在分析多年调节水库功能的基础上,辨析提出多年调节水库旱限水位的概念和内涵。基于最优控制理论和自适应技术,以干旱年份流域供水总收益最大为目标建立具有在线辨识、自动寻优的多年调节水库旱限水位最优控制模型,并引入人工鱼群智能求解算法,实现多年调节水库跨年度补水收益最大化和出库过程最优化。以黄河流域20世纪90年代连续干旱枯水时段为例,优化提出龙羊峡水库旱限水位控制方案,集成多年调节水库旱限水位控制策略。结果表明,通过龙羊峡水库旱限水位最优控制实施跨年度补水和蓄丰补枯,可增加干旱枯水年份的供水量,在一定程度上减轻流域旱灾损失。

摘要：2003年三峡水库蓄水运用后,长江中下游河道对新水沙条件的自适应调整十分复杂。本文重点关注河道横断面形态调整问题,分析表明,在减沙效应影响的河段内,河道总体冲刷过程中断面形态的变化可以分为3种模式:整体下切型、平移调整型和复合调整型。针对长江中下游大部分为受控型河道的现状,提出采用形心相对深度指标对断面形态变化进行定量分析。结果表明,在河道冲刷过程中,断面形态既存在冲滩为主的坦化现象,也存在冲槽为主的锐化现象。结合水沙条件变化分析,阐述了3种断面形态调整模式的水沙作用机理,指出在新水沙条件下河道转变为冲刷型后,断面形态的调整方向由主流区的强冲刷效应所主导,且因中水流量级的造床作用凸显,洪水流量级的造床作用被明显削弱。在原始深槽走向与优势流量级主流倾向位置差别较大的河段,河道横断面优先表现出平移调整模式;在深槽走向相对平顺的河段,河道横断面的调整以复合调整模式为主,呈现出冲深淤浅的锐化特征。

摘要：五嘎冲拱坝右岸坝肩由于存在张性裂隙、软弱层以及泥化夹层等地质缺陷,坝肩抗滑稳定不能满足要求而采取加固措施。根据工程最新揭示的地质资料、拱坝结构设计成果以及加固处理措施,建立拱坝–地基整体三维数值模型。采用满足Mohr-Coulomb屈服准则的节理单元,模拟基岩中张性裂隙、软弱夹层、层间泥化夹层等构造。采用非线性有限元法,对加固前后坝基岩体及结构面的变形、屈服区进行对比分析,评价右岸坝肩加固处理措施的有效性,采用水容重超载法分析拱坝坝体和地基岩体的变形以及屈服状态的发展过程,给出加固处理后拱坝–地基系统的整体安全度,结合工程类比,综合评价五嘎冲拱坝的整体安全性。计算成果表明,针对右岸L1张性裂隙所进行的加固处理措施可明显提高右岸坝肩的稳定性,加固效果显著,五嘎冲拱坝坝肩加固处理后超载安全度较高,处于高坝工程的偏上位置。

摘要：抽水处理技术已广泛应用于地下水污染现场修复,系统设计运行不当会严重影响抽水处理的成本和效率。布井位置和抽水流量是抽水处理系统设计的两个关键因素,需考虑污染现场及饮用水源位置、经济成本等条件,因而布井方案需综合实际情况考虑不同参数。已有的抽水处理系统主要依据经验设计,不能满足复杂系统下经济高效运行的目的。因此,根据影响抽水处理系统经济效应的因素寻求经济高效的最优布井方案越来越重要。以某典型三氯乙烯(TCE)污染含水层为例,运用地下水流场、溶质运移模拟模型与遗传算法相结合的优化技术MGO,采用水力优化和运移优化两种地下水污染修复模式进行优化。基于情景分析比较了不同修复时间、井的数量、目标修复浓度、吸附常数和渗透系数等参数调整对井位和抽水量优化布局的影响,探索了抽水处理系统优化中遗传算法设计参数的确定方法,总结了影响抽水处理系统经济效应的不同因素及其变化规律。结果表明,抽水成本随井数的增多、修复时间的延长、目标修复浓度的增大而降低,但降幅会在某一临界范围内显著缩小,需根据实际工程需要,平衡各方成本因素。当目标修复浓度为0.03 mg/L且修复时间为20 a时,3眼井较2眼井抽水成本减少18%。目标修复浓度不变,修复时间由20 a增至30 a时,以2眼井方案为例,30 a较20 a抽水成本减少了12%。当目标修复浓度由0.03 mg/L增至0.3 mg/L时,1眼井修复30 a后,抽水成本减少62.3%。井位(井群中心)随井数、修复时间、目标修复浓度等系统设计参数以及含水层渗透系数的增大向下游移动,随含水层吸附常数的降低向下游移动。

摘要：针对传统评估手段在大范围风能资源评估中的不足,基于数值天气模式,从2000至2016年再分析资料中获得了雅砻江流域近17年的高分辨率风速模拟资料,并对雅砻江全流域风能资源进行了初步评估。评估内容主要包括平均风速空间分布、风功率密度空间分布、风速年内分布以及年风能可利用小时空间分布等。初步掌握了雅砻江流域风能资源的时空特征,分析结果表明：流域内存在一定比例的风能资源富集区,如宁蒗河与敢鱼河之间、甘孜所在经度线两侧、安宁河谷等成片区域。该研究为进一步的风能资源详查与实地观测提供了依据。