排水管道瞬变流的SWMM模拟能力研究

暴雨洪水管理模型（SWMM）在城市雨洪管理中发挥了重要作用，但对其模拟排水管道瞬变流的能力研究较少。针对排水管道中有压水力瞬变情况，以经典特征线法为参照，对SWMM的模拟能力进行了分析及改进。计算结果发现，原SWMM模型对排水管道快速有压瞬变流的模拟能力较差。为此，提出了“设置虚拟节点、修改Preissmann狭缝宽度”的改进方法，可有效提高SWMM模拟瞬变流的计算精度；同时，进一步分析了空间步长、波速、管段管径比、CFL稳定性条件、收敛精度及节点最小表面积等关键参数对模拟准确度、稳定性、计算效率的影响，并给出了建议取值范围。     

一维—二维耦合的水库下游地区洪水演进数学模型及应用

针对水库下游地区河道洪水与漫堤洪水模拟需求,建立了一维—二维耦合的洪水演进数学模型。一维模型采用Pressimann格式离散求解,二维模型采用能够适应复杂几何形状和多种流态的Osher格式求解,一维—二维连接处采用堰流公式实现水流交互。应用该模型模拟白溪流域2015年"苏迪罗"台风实际洪水,可得到洪水在计算区域的演进过程和淹没情况。对比模拟结果与实际情况可知,该模型计算合理、准确,计算结果可为防汛部门防洪预案制定、防汛调度决策提供技术支撑。     

煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术

煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对"煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究"这一科学命题,基于冲击地压"三因素"机理和煤与瓦斯突出的综合作用假说,从煤岩动力灾害防控理论基础、关键技术和防控实践等3个方面,梳理澄清了煤矿煤岩动力灾害防控中的一些模糊概念,建立了用于统一描述冲击地压和煤与瓦斯突出发生机理的广义"三因素"("物性因素"、"应力因素"及"结构因素")理论,确定了我国煤矿典型冲击地压的4种类型(煤层材料失稳型、煤层结构失稳型、顶板断裂型、断层滑移错动型),分析了影响冲击地压和煤与瓦斯突出的主要因素,从思想认知、原则方法及技术核心等方面凝练了煤岩动力灾害多尺度分源防控技术,提出了深部开采冲击地压巷道"三级"吸能支护思想与成套技术,开发了煤与瓦斯突出井上下联合抽采防控技术和超高压水射流"横切纵断"防治复合煤岩动力灾害技术,并在现场开展了应用试验。煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论与关键技术的建立与完善,为我国今后煤矿煤岩动力灾害的防治提供了科学依据。     

感潮河段码头建设对河道行洪能力影响分析的研究

感潮河段在径流和潮流共同作用下,水流往复,水动力条件复杂。为了科学评价码头建设对感潮河段的行洪影响,均衡好航运建设与防洪安全之间的关系,文章选取码头上下游河段一定区间内为计算范围,在详实资料基础上,构建了二维水动力数学模型,并以实测水文资料验证。通过对河段防洪标准的洪水工况进行模拟计算,分析了工程建设前、后的水动力条件变化,进而研究得到码头工程对附近河段产生的行洪影响并给出建议对策。     

金沙江上游水电站应对白格堰塞湖灾害的措施及经验

2018年10月、11月,西藏自治区昌都市江达县白格村两次发生山体滑坡造成金沙江断流并形成白格堰塞湖,给金沙江上游沿岸人民生产生活设施造成巨大安全威胁和超过百亿元的经济损失。华电金沙江上游水电开发有限公司组织所属企业及参建单位快速应对,采取撤离避让、工程防护、人工干预、生产恢复,推动后续处置、风险评估等措施,最大限度减轻了对金沙江上游叶巴滩、拉哇、巴塘、苏洼龙等在建水电站的灾害损失和后续影响,为类似灾害的处置提供借鉴经验。     

兴安矿段间无煤柱开采对采空区注氮效果的影响

为提高兴安矿四水平11煤层中部二段工作面段间无煤柱开采形成的大面积复合采空区的注氮效果,使用FLAC~(3D)数值模拟软件开展应力分布模拟,使用COMSOL软件建立采空区注氮防灭火数值模拟模型,开展注氮效果数值模拟,分析煤柱宽度与应力分布的关系及不同注氮方式下采空区自燃三带分布情况。模拟结果表明:段间无煤柱开采可有效降低煤体应力,降低冲击地压危险性,但会形成大面积复合采空区,使本采空区氧化带宽度增加,老采空区形成复燃氧化带,注氮后高浓度氮气积聚区域减小,防灭火效果显著降低。对老采空区进行灌浆增阻,并增大注氮口距离和注氮量,有助于提高注氮效果,局部未完全充填区域可以配合使用钻孔压注氮气,显著提高无煤柱开采综合注氮防灭火效果。