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水利水电学院第147期研究生“弘禹论坛”成功举办

通讯员: ;发布时间:2021-11-15  点击数:

10月25日下午,学院第147期研究生“弘禹论坛”在工学部6教6401阶梯会议室举行。教师陆晶、教师余明辉、教师李志威和教师曾玉红,院党委副书记龚文德,研究生辅导员陈曼雨老师,学生主讲人王静雯、杨绪海、董柏良、刘建华及相关专业研究生代表出席。本次论坛由研究生河流系第一党支部、研究生河流系第二党支部、研究生河流系第三党支部和研究生河流系第四党支部联合承办。

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博士生王静雯首先作了题为《基于无量纲水流强度指标的坡面输沙能力预测》的报告。在报告中王静雯同学首先提到该研究的研究背景:介绍了黄土高原的土壤侵蚀现状、输沙能力的定义、影响因素及典型的几种输沙能力模型。王静雯同学介绍到由于这些模型对水流强度参数的选择没有统一的结论且多仅适用于粘性土或砂土等特殊土壤,故自己的研究目的在于探讨无量纲输沙能力与无量纲水流强度参数的关系,考虑体积含沙量和最佳水流强度参数建立坡面水流输沙能力计算模型并对比验证模型的适用性。随后王静雯同学介绍了自己的实验设计和实验过程。以沙黄土(d50=0.095mm)和黄绵土(d50=0.04mm)作为试验土壤,进行了能坡范围为7%~38.4%,单宽流量范围为0.00014~0.00526m2/s的水槽模拟输沙试验,并结合四位学者坡面流输沙数据,经过引入沉速因子进行无量纲化处理后对实验数据进行分析。结果表明:输沙能力与单宽流量、能坡呈幂函数关系,且受单宽流量的影响更大。随后探讨了无量纲输沙能力与无量纲平均流速,无量纲剪切力,无量纲水流功率,无量纲单位水流功率,无量纲有效水流功率的关系,经对比选择无量纲有效水流功率作为最佳水流强度参数指标并进行了公式推导构建理论模型。将考虑无量纲有效水流功率与体积含沙量的输沙能力预测公式与现有模型和公式进行对比,发现了体积含沙量是输沙能力预测模型中必要的因子以及本模型对不同粒径的输沙能力预测较为精准,对粘性土的适用性更佳等结论。

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博士生杨绪海随后作了题为《三峡水库蓄水后荆江河段洲滩的演变特征及驱动机制》的报告。杨绪海同学首先介绍了该研究的意义:大型水库蓄水拦沙运用后,改变了下泄水沙条件,坝下游洲滩冲淤变形直接影响到防洪安全、河势稳定、通航条件、生态环境。水库下游冲积河道洲滩演变特征与未建库前天然河道洲滩演变特征出现显著差异,并且由于水库调蓄模式、区域气候环境、初始边界条件等差异,不同河流上呈现出各异的现象。洲滩微地貌作为冲积河流的重要河床组成单元,其演变特征受边界条件,洲滩河床组成,水沙输移过程,整治工程等因素影响,错综复杂,各驱动因素影响程度如何,有待系统研究与揭示。杨绪海同学介绍到洲滩的冲淤变形取决于不同流量级下的水动力特性,以及水流冲刷量与泥沙淤积量的影响强弱,其研究是为了探究何种流量级对洲滩冲刷起主要作用以及何种类型洲滩冲刷变形幅度最大。杨绪海同学以荆江河段为背景,选取其27个洲滩为研究对象,对典型横断面、纵剖面、等高线平面形态进行分析。杨绪海同学介绍了该研究的一些方法和理论并对洲滩进行了分类,重点研究了大型水库蓄水拦沙作用下,荆江河段洲滩地貌的平面及垂向变形特征,以及不同驱动因素对荆江河段洲滩变形的影响程度,并揭示对洲滩冲淤变形影响较强的流量区间。

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随后,博士生董柏良作了题为《城市洪涝水动力学模拟与风险评估》的报告。董柏良同学首先结合近期郑州暴雨事件讲述了城市洪涝灾害的威胁性并指出城市排水系统直接影响了洪涝灾害的威胁程度,因此有必要对排水系统对城市洪涝灾害的影响进行研究。该研究思路上是以降雨,土地利用类型,DEM/DSM,建筑、道路边界,雨水口检修井位置,管网资料及其他边界条件为数据建立耦合二维地表径流模型、雨水口泄流模型、地下排水管网模型计算城市洪涝全过程并进行可视化表达。之后董柏良同学对研究会涉及到的浅水方程与并行计算方法进行了简单介绍。理论部分介绍完毕后,董柏良同学介绍了自己开展的典型街区洪水演进的概化水槽试验研究,研究中定量分析了不同城市街区结构与基础设施对洪水演进过程的影响,根据模型实验建立了地表与地下管道耦合的城市洪涝全过程水动力学模型,并基于试验数据对模型进行了率定和验证。最后将建立的模型在英国Glasgow市以及河南郑州京广隧道各自某次洪水演进过程中进行应用,模拟了实际城市街区的洪涝过程,并定量分析排水系统对地表淹没过程及其洪涝风险的影响。

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最后由博士生刘建华作了题为《考虑底部过水的大尺度粗糙结构体阻力系数研究》的报告。刘建华同学首先介绍了研究背景:由于为了加快长江航运发展,提高通航能力,航道部门需开展必要的整治项目而整治建筑物结构从传统型向生态友好型、兼顾生态型发展,其中大尺度粗糙结构体在航道整治工程得到广泛引用。但由于目前对底部透水的大尺度粗糙结构体阻力系数计算缺乏理论依据,影响了其在工程上的使用。Manning-Strickler公式在过去几十年中被广泛使用于计算小尺度粗糙结构的阻力系数,而在大尺度粗糙结构体阻力系数的计算这一研究领域中多为在不考虑底部透水的情况下的理论,两者均不能直接用于具有一定透水能力的大尺度粗糙结构体。刘建华同学的研究则是在考虑结构群底部过水的基础上,结合流速分布理论,类比前人公式成果建立了大尺度粗糙结构群二维水动力学分层模型,推导了考虑底部过水条件下大尺度粗糙结构体阻力系数计算公式,并通过卵石和透水框架试验数据验证了公式的可靠性。且可通过调整形状系数,将该公式推广至不同形式的大尺度粗糙结构体。

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论坛期间,到场的研究生们针对不懂的问题主动提问,嘉宾老师也对主讲人逐一进行了指导和点评。

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最终,博士生董柏良以精彩的分享征服了现场评委及观众,被评为本期弘禹论坛优秀主讲人。依据评分结果,研究生河流系第三党支部被评为优秀承办党支部。

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