水库高含沙异重流演化过程的动力学机制关键问题研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51679103
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0903.水力学与河流动力学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

High-content density current occurs in reservoirs on sediment-laden river when high-content flood comes. If the reservoir scheduling is not properly regulated, high-content density current stops and large deposition occurs, with reservoir capacity loss, and the full play of the reservoir comprehensive benefits affected. The previous research on ordinary turbid density current focused on plunging conditions and movement law and sediment flushing process, but research on theory and method of description on high-content density current plunging conditions, the Stranded layer after high-content density current and muddy pond variation process and its interaction mechanism with density current hasn't been studied much. Therefore, this project intends to adopt method combination of theoretical analysis, flume experiment and the surveyed data analysis, exposing the law on high-content density current vertical velocity distribution at plunging point, secondly plunging condition and movement mechanism on mid-layer density current nose especially under the background of muddy pond, complex process of evolution and dynamic mechanism between subsequent density current and muddy pond. Results will be proposed: theoretical formula which fits for high-content density current about plunging and secondly plunging into muddy pond, head velocity of mid-layer density current and hydraulic and dynamic parameters for description of its interaction between subsequent density current and muddy pond. This result will gain progress and breakthrough. The research has not only great important academic significance, but also can be directly applied to the reservoir scheduling with great practical value.
多沙河流水库遭遇高含沙洪水,往往形成高含沙异重流,若调度不当将产生大量淤积而损失库容,甚至影响水库综合效益的正常发挥。以往针对异重流的研究大多侧重于一般含沙异重流的形成条件、输移规律、排沙过程等,而针对高含沙异重流潜入条件的理论描述、高含沙异重流过后的滞留层和浑水水库的变化过程及其与后续异重流之间的作用机制等方面还鲜有研究。因此,本项目拟采用理论探讨、水槽试验和实测资料分析相结合的手段,揭示高含沙异重流潜入点垂线流速分布规律、浑水水库背景下后续异重流二次潜入条件与中层异重流头部运动机制、后续异重流与前期浑水水库之间的复杂演化过程和动力学机制。提出适用于高含沙异重流潜入和二次潜入浑水体的理论公式、中层异重流头部运动公式、描述后续异重流与前期浑水水库二者相互作用的水动力参量。本项目研究将在高含沙异重流运动理论方面取得进展与突破,具有较大的学术意义,而且可直接应用于水库调度,具有重要的实用价值。

结项摘要

多沙河流上往往发生高含沙洪水,水库处于蓄水状态,入库后便产生高含沙异重流。当入库洪水过程结束后,异重流因无后续驱动能量会停止运行而滞留库底,称之为滞留层,或异重流运行至坝前不能及时排出而形成浑水水库。本研究主要围绕水库高含沙异重流演化过程的动力学机制研究中涉及的关键科学问题,采用理论分析、数值计算、水槽试验等研究手段,主要得到以下结论:.(1)研究了复杂条件下高含沙异重流潜入动力学机制,提出了适用于高含沙异重流的潜入点水深公式,其计算值与实测值较为接近。.(2)通过异重流二次潜入以及中层异重流水槽试验研究了二次潜入及中层异重流演化机制,异重流二次潜入点处断面垂线流速分布基本服从二次抛物线分布,二次潜入点密度弗劳德数大小为0.09~0.10,相比一次潜入密度弗劳德数大大减小。提出了异重流二次潜入点公式,并提出了基于能量守恒的中层高含沙异重流头部流速公式。.(3)通过高含沙异重流与浑水水库作用的水槽试验,分析泥沙沉降与流变特性,揭示了极限切应力与水流切应力作用机理,提出了描述浮泥体可动性的水动力参量及临界厚度计算公式。当I>1时 ,“浮泥”层可发生流动。当I<1时, “浮泥”层不能流动。当I=1时,“浮泥”层处于临界状态,对应的浮泥层厚度为临界厚度。.以上研究成果既可为水沙数值模拟提供物理参数,丰富泥沙学科内容,又可为水库高效排沙、提高水库拦沙期使用寿命、优化水库调度,为水库正常发挥综合效益提供决策支撑,为滩区治理,缓解二级悬河问题提供技术支持,具有重要的过程价值和生产时间意义。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析
  • DOI:
    10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    水科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李涛;邹健;张俊华;王子路;马怀宝
  • 通讯作者:
    马怀宝
高含沙“浮泥”运动判别水槽试验
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李涛;张俊华;夏军强;郜国明;任智慧;闫振峰
  • 通讯作者:
    闫振峰
小浪底水库调水调沙期水沙运动全过程模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国科学:技术科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊正伟;夏军强;王增辉;李涛;张俊华
  • 通讯作者:
    张俊华
断面形态对支流分流比的影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国农村水利水电
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹健;李涛;曲少军;王玮
  • 通讯作者:
    王玮
Multiple Spatial Scales Chaos Characterization in Runoff Series by the 0-1 Test Algorithm
径流序列多空间尺度混沌表征的0-1检验算法
  • DOI:
    10.24850/j-tyca-2019-04-09
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Tecnologia y Ciencias del Agua
  • 影响因子:
    0.4
  • 作者:
    Li X;Hu T;Wang Y;Li T;Wang T;Ren Z
  • 通讯作者:
    Ren Z

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其他文献

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  • 通讯作者:
    姜雅萍
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    --
  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
    李涛;李光照;梅馨月;赵玉娇;殷丽;朱晓彬;刘贤鹏;祖艳群
  • 通讯作者:
    祖艳群
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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重组K-Ras突变基因在胰腺癌Bxpc-3细胞株中的表达及其对化疗药物药效的影响
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    --
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
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    邵腾飞;郑媛婷;赵贝;李涛;程克光;蔡卫民
  • 通讯作者:
    蔡卫民

其他文献

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底床形态对异重流分流约束机制及其水沙演化机理
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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