陈倩
- 作品数：9 被引量：108H指数：6
- 供职机构：武汉大学水利水电学院水资源与水电工程科学国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：水利工程环境科学与工程建筑科学更多>>
- 城市洪涝中雨水口泄流能力的试验研究被引量：21
- 2020年
- 近年来中国城市洪涝灾害频发,对人民群众的生命财产安全造成了严重威胁,其中雨水口泄流能力的大小对于计算受淹区的积水程度或路面雨水的排除效率至关重要。为此本研究专门修建了具有上下两层结构的城市洪涝过程综合试验平台,考虑雨篦子、雨水井及侧支管等完整的雨水口结构,开展了76组不同来流水深及流速下的雨水口泄流能力试验。试验结果表明:雨水口的下泄流量在井身充满前后表现出不同的变化规律,即在雨水井充满前,路面雨水以堰流形式下泄;在雨水井充满后,以管嘴出流形式下泄。基于试验数据率定出雨水口堰流及管嘴出流时的流量系数,并进一步采用量纲分析法,建立雨水口的泄流能力与雨篦子尺寸、篦前水流的弗劳德数等因素之间的经验关系,具有较高的相关系数。采用本文公式计算原型尺寸雨水口的泄流能力,并与中国现行雨水口泄流能力的参考值进行对比,发现当水深较大时现行参考值偏大较多。本研究成果能为精细化的城市洪涝管理提供计算依据。
- 陈倩夏军强董柏良
- 关键词：雨水口泄流能力模型试验量纲分析
- 洪水中汽车滑移速度试验及应用被引量：1
- 2016年
- 全球气候变化和城市化进程的不断加快使得城市暴雨洪涝灾害频繁发生,洪水中汽车滑移后有可能撞毁周边基础设施,危及行人生命安全.因此,有必要对洪水中汽车滑移速度开展力学分析及相应试验研究,为城市洪水风险评估提供科学参考.文章首先分析了洪水中汽车滑移状态时的受力情况,结合抛石落距和一维碰撞双自由度力学模型推导出洪水中汽车的滑移速度及其最大撞击力的计算公式;然后采用模型小车开展了汽车滑移及碰撞的水槽试验,得到不同来流情况下的汽车滑移速度和最大撞击力的试验数据;最后利用这些试验结果率定出公式中关键参数,计算了原型车辆在不同来流条件下的滑移速度和最大撞击力.
- 果鹏夏军强李娜陈倩
- 关键词：水槽试验
- 基于SWMM模型的城市洪涝过程模拟及风险评估被引量：37
- 2018年
- 以SWMM模型作为研究基础,建立了西安市沣西新城区洪涝过程模型,对由暴雨强度公式和芝加哥降雨过程线合成的不同重现期、历时120 min、雨峰系数为0.4的降雨情景开展洪涝过程及其风险评估研究。计算结果表明:该区域设计的排水管网可抵御3年一遇暴雨,但高于此重现期的暴雨会出现不同程度的内涝;溢流最严重的节点在重现期为T=10年暴雨中最大积水深约0.20 m,对城市影响程度不大,但在T=20年暴雨中最大积水深可达0.56 m,可引起严重灾情。根据积水深度模拟结果,可初步判断出在T=20年暴雨过程的特定时段(75~105 min)内,积水会导致以溢流节点为中心10 m范围内的行人和车辆失稳。
- 朱呈浩夏军强陈倩侯精明
- 关键词：SWMM模型暴雨风险评估
- 现有洪水中人体失稳标准的评价及改进被引量：5
- 2016年
- 近年来城市洪涝灾害频繁发生,导致人员伤亡严重,因此研究洪水中人体失稳标准可为城市洪水风险管理提供科学参考.全面总结了已有洪水中人体失稳的试验研究及力学理论分析成果,表明现有基于水槽试验的洪水中人体失稳标准大多数不考虑失稳机理,而部分理论分析结果通常忽略人体所受浮力并且假定来流沿水深为均匀分布,与实际情况不符.当前较新研究成果尽管克服了上述不足,但忽略欧美人体结构与中国人体的差异,所以还需进一步完善.故有必要对洪水中人体的失稳标准进行改进.采用欧美人体结构的特征参数,修正了洪水中人体所受浮力的计算公式.利用已有洪水中真实人体失稳的水槽试验数据重新率定了人体起动流速公式中的相关参数,提出了改进后的洪水中人体失稳标准,并用城市洪水的实测资料对其进行验证.由于参数率定时采用水槽试验数据,其试验条件比真实洪水过程简单,故所提出的洪水中人体失稳标准偏于危险.
- 夏军强陈倩李娜果鹏
- 关键词：城市洪水起动流速参数率定
- 基于二维水动力学过程的洪泛区避难逃生路线优化模型及应用被引量：4
- 2017年
- 在洪水风险管理中,通常认为逃生距离与淹没水深是灾民避难迁移的控制因素,而洪水泛滥过程以及人员所在位置的时空分布对避难逃生时机与路径选择会产生较大影响。在构建的洪泛区避难逃生路线优化模型中,采用二维水动力学模型,模拟洪泛区的洪水演进过程;采用Dijkstra算法推求最短路线,考虑水流对逃生速度的影响,根据洪水中人体的稳定程度及最迟逃生时刻确定最优避难逃生路线。该模型计算结果能为指导洪泛区灾民逃生及路网选址提供参考依据。以1958年7月和1982年8月兰考东明滩区漫滩洪水为例,分析了漫滩洪水中人体危险程度变化情况,比较了2场洪水中3个受灾点最优避难逃生路线的位置及最迟逃生时刻。计算结果表明:根据最优路线开展逃生将为灾民赢得3~6 h的逃生时间;2场洪水中灾民逃生的最优路线位置相同,可据此适当调整已建路网或规划逃生专用的通道;因1958年洪水的洪峰及水量均较大,所以最迟逃生时间较1982年提前2~3 h。
- 果鹏夏军强张晓雷李娜陈倩
- 关键词：水动力学模型
- 溃堤洪水过程的模型试验与数值模拟被引量：11
- 2018年
- 黄河下游滩区既是当地群众赖以生存的场所,同时也兼具蓄洪、滞洪及沉沙的功能。滩区居民为保障农业生产和村庄安全,在主槽两侧修建生产堤来抵御中小洪水。然而当遭遇大洪水致使生产堤溃决时,溃堤洪水仍将给滩区群众生命和财产安全造成巨大威胁。作者基于在大型水槽中所进行的溃堤洪水概化模型试验,首先分析了溃堤后滩槽内的水位变化特性及滩区内洪水波的传播过程;然后建立了相应的2维数学模型,并对数学模型进行了验证,结果表明数值模拟与模型试验结果吻合较好;最后利用验证后的模型进一步模拟了滩区不同糙率取值条件下溃堤洪水的演进过程,探讨了滩区不同糙率取值对溃堤洪水的水位、流速等水力要素及波前在滩区内传播时间的影响。成果分析表明:1)生产堤溃决后主槽内水位具有先下降,后稳定,再升高,再稳定的变化特征;滩区内水位呈持续升高,最终趋向稳定的趋势;滩区各测点流速则先增大后减小;进滩流量先减小,后稳定,再减小,最后趋向为零;2)滩区不同糙率取值对进滩流量及洪水演进流路无明显影响,但对溃堤洪水波前到达时间影响较大,波前到达时间随着滩区糙率取值的增大而逐渐增大,随着洪水量级的增大而逐渐减小;滩区各特征测点最大流速随着糙率的增大而减小。研究成果不仅可以深化对溃堤洪水演进规律的认识,还可为后续的溃堤洪水模型试验研究提供借鉴和参考。
- 张晓雷夏军强夏军强果鹏
- 关键词：溃堤洪水洪水演进
- 生产堤溃决后漫滩水流的概化模型试验研究被引量：12
- 2018年
- 黄河下游主槽两侧修建的生产堤通常仅能抵御中小洪水,用于保护滩区农田与村庄安全;当遭遇大洪水引发生产堤溃决时,漫滩洪水会严重威胁滩区群众的生命财产安全。当前研究溃堤洪水的传播过程与演进机理多采用数值模拟,而原型观测及模型试验成果十分有限。通过溃堤漫滩洪水的概化模型试验,模拟了生产堤溃决后主槽内的水位变化及不同程度漫滩洪水的传播过程。试验结果表明:(1)溃堤后漫滩水流以涨水波的形式向滩区迅速传播,主槽内水位具有先降低,然后维持稳定,再升高,最后趋于稳定的变化过程,且溃口上、下游水位变化速率不同;滩区水位总体表现为持续升高,最后趋于稳定的趋势。(2)漫滩洪水波的波前到达时间主要与滩区地形及距溃口的距离有关,波前首先以溃口为中心呈近似对称式椭圆形分布,而后转变为非对称分布;溃堤水流在滩区传播过程中伴有水跃发生,水跃发生的位置由距溃口较远处逐渐趋向溃口位置。(3)溃口流量与溃口内外水位差直接相关,呈先减小、然后维持稳定、再减小最后为0的变化特性。研究成果不仅可以提升对溃堤洪水在滩区演进规律的认识,丰富溃堤洪水动力学理论,还可为数学模型验证提供实测资料。
- 张晓雷夏军强夏军强陈倩
- 关键词：漫滩水流洪水演进概化模型黄河下游
- 基于力学过程的蓄滞洪区洪水风险评估模型及应用被引量：20
- 2017年
- 为定量评估分蓄洪工程启用过程中蓄滞洪区的洪水风险等级,创建了基于力学过程的蓄滞洪区洪水风险评估模型。该模型采用二维水动力学模块计算蓄滞洪区的洪水演进过程,利用洪水中人体跌倒失稳公式及洪水中房屋、农作物损失的计算关系式,评估各类受淹对象的洪水风险等级。然后将二维水动力学模块计算的洪水要素与两个物理模型试验值进行对比,表明二维水动力学模块的计算精度良好。最后计算了荆江分洪工程启用时分洪区内洪水的演进过程,并评估洪灾中群众的危险等级和财产损失。计算结果表明:洪水演进至140 h时,蓄滞洪区群众、房屋、水稻和棉花的平均损失率分别为85%、59%、63%和72%。模型中提出的采用基于受淹对象失稳机制的洪水风险分析方法,比以往经验水深法划分风险等级的适用性更好,不仅能为洪水风险管理及蓄滞洪区启用标准制定提供参考,也能推广应用于溃坝或堰塞湖溃决等极端洪水风险评估。
- 果鹏夏军强陈倩李娜
- 关键词：水动力学模型财产损失荆江分洪区
- 雨水口堵塞程度对其泄流能力影响的试验研究被引量：7
- 2020年
- 雨水口是下泄地表径流的关键设施,一旦堵塞将导致市政排水系统的泄流能力无法充分发挥,这是引发城市洪涝灾害的主要原因之一。为定量分析雨水口堵塞对其泄流能力的影响,本研究分别考虑进水篦及连接管不同堵塞程度的情况,开展了较大来流水深下的概化水槽试验,共计进行了608组试验。试验结果表明:(1)进水篦及连接管堵塞均会显著影响雨水口的泄流能力,且后者对雨水口泄流能力的影响更大。(2)利用试验数据率定了各堵塞情况下水流以堰流或管嘴流形式从雨水口下泄时的流量系数;基于量纲分析及回归分析,给出了各堵塞情况下雨水口泄流能力的幂函数表达式,并利用试验数据对参数进行了率定,率定效果优于堰流或管嘴流公式。(3)通过与未堵塞情况进行比较,基于幂指数均值假定及非线性拟合方法,建立堵塞系数与堵塞程度之间的经验关系,并最终提出了一个可以分别考虑进水篦与连接管堵塞影响的雨水口泄流能力公式;该公式可以考虑雨水口堰流及管嘴流等不同泄流形式,能够反映进水篦、连接管不同堵塞程度的影响,适用于来流水深较大的情况。
- 夏军强陈倩董柏良张晓雷
- 关键词：泄流能力模型试验
