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新疆水科院承担的国家自然科学基金资助项目《无冰盖冰水二相流演变输移机理及水力调控技术研究》 顺利结题

* 来源 : 大坝中心 * 作者 : 周富强 * 发表时间 : 2017-03-23 * 浏览 : 99

   由大发快3承担、中国水利水电科学研究院及新疆伊犁河流域开发建设管理局协作的国家自然科学基金资助项目《无冰盖冰水二相流演变输移机理及水力调控技术研究》,于2017年3月8日顺利通过国家自然科学基金委员会审核,完成结题研究工作。

该项目由新疆水科院吴艳劳模创新工作室承担,吴艳、周富强、何建村、田伟、朱明远等紧密结合新疆地区某冬季输水渠道,开展严寒寒冷地区冬季输水渠道无冰盖冰水二相流演变输移机理及水力调控技术研究。通过研究冰情图像信息的解析识别技术,成功研发成套的基于图像解析技术的冰情实时自动监测与计算分析系统,实现流冰疏密度等冰情信息的实时自动监测与计算分析;以原型观测数据为基础,采用数值模拟方法,开展严寒寒冷地区冬季冰水二相流水温变化规律的研究,在此基础上提出基于水温变化的一维渠道非恒定流水内冰产生输移的数值计算方法,结合某冬季输水渠道实际运行工况,对典型气候特征下的渠道水内冰产生演变及输移进行全天候、全过程的动态实时计算分析,为及时、准确分析水内冰的产生演变及输移提供了一种可靠和更加科学准确的计算方法;基于原型观测数据和冰水力学理论分析,辅以物理模型试验,开展典型阻冰过水建筑物(闸墩)处水力条件对浮冰输移的影响研究,建立冰凌临界下潜条件与过冰能力的定量关系,分析不同流速条件下不同尺寸冰块在墩柱断面的输移规律,初步提出冰水二相流安全输水的水力调控理论及技术。
上述研究成果已通过新疆北疆某冬季输水发电渠道验证并被应用,产生了显著的经济效益和社会效益,运行6年以来,共累计发电8.58亿度,创造经济效益4.31亿元。本研究提出的成果不仅满足了工程实际运行的需求,而且将为严寒寒冷地区宽浅式渠道长时间(全冬季)长距离安全输水提供可靠的理论和技术支撑,推动冰水动力学在敞流式冰水二相流领域的理论发展及在输水工程中的应用,对于缓解水资源时空分布不均、实现水资源高效利用具有重要的现实意义。