创新项目申请表4.0版本.doc

校级 省级 国家级 编号： 河海大学大学生创新创业训练项目申请书创业训练项目创业实践项目创新训练项目项目名称 水库淤积趋势及泄洪冲沙研究 以那兰水库为例 项目负责人陶国武项目管理单位 水利水电学院指导老师戴文鸿河 海 大 学二一五年 一、项目基本信息项目名称水库淤积趋势及泄洪冲沙研究所属学科水利土木类项目门类一级专业门工学二级专业类水利类项目来源A学生自主选题，来源于自己对课题的长期积累与兴趣B教师科研项目选题C学生承担社会、企业委托项目选题来源项目名称我国西南地区老旧水库泥沙淤积趋势及泄水冲沙研究来源项目类别教师横向科研项目 企业委托项目项目负责人姓名陶国武性别男民族汉出生年月1994.10申请金额7660元项目起止年月 2015 年4 月至2016 年 3 月说明：一、项目门类的填写见“附件5”。 二、项目来源的填写。1、如果选择A的不用填写“来源项目名称”和“来源项目类别”。2、如果选择B和C的必须填写“来源项目名称”和“来源项目类别”。“来源项目类别”栏填写“863项目”、973项目”、“国家自然科学基金项目”、“省级自然科学基金项目”、“教师横向科研项目”、“企业委托项目”、“社会委托项目”以及其他项目标识。二、成员基本信息项目组主要成员姓名学号学院/专业/班级联系电话项目中的分工负责人陶国武1302010328水利水电学院水利水电工程13级3责团队的统筹安排，制定各阶段工作计划组员1冀子臻1201010406水利水电学院水利水电工程12级4责前期申请书的撰写，以及与指导老师的沟通组员2贾国新1302040317水利水电学院水利水电工程13级3要负责实验数据的处理分析，得出实验结论组员3周泽宇1308210421水利水电学院水利水电工程13级3责资料的搜集工作，并撰写相关研究成果组员4林潮宁1202010301水利水电学院水利水电工程12级3班1890574813负责查找论文资料，并进行相关数据分析导师姓名年龄职称/学历单位电子邮箱联系电话戴文鸿49教授/博士河海大学水利水电学院.c导老师主要承担科研课题情况：戴文鸿博士，加拿大专业注册工程师。2009年元月作为海外高级引进人才任职为河海大学水利水电学院副教授，水力学及河流动力学研究所副所长。从事河流水沙运动、河流演变及河流工程等方面的研究，负责讲授水工建筑物、泥沙与河道整治、流体力学、河流动力学、泥沙运动力学与河流演变等本科、硕士和博士研究生课程。戴文鸿师从泥沙与河道研究领域国际著名专家M. S. Yalin 教授和Ana da Silva 教授，长期从事弯曲河道演变及模拟研究，归国以来陆续发表了多篇河流演变及泥沙运动相关学术论文（SCI、EI检索）。主要研究方向：河流水沙运动、河流演变与模拟、河流泥沙工程及河流管理。教学情况：用双语主讲本科生水工建筑物、河流泥沙工程、泥沙与河道整治；硕士研究生流体力学、河流动力学、水沙运动理论与工程应用；博士研究生高等泥沙运动力学及应用等课程。三、立项依据（可加页）3.1项目研究理由（项目背景、国内外研究现状及意义） 3.1.1 项目背景由于我国有许多河流是含沙量高、输沙量大的多泥沙河流, 据统计，我国七大江河的年输沙量高达23亿t，特别是西北、华北地区的一些河流，含沙量非常高，甘肃祖厉河的多年平均含沙量可达600kg/m3，实际测到的最大含沙量可达1600kg/m3左右。即使是长江，含沙量虽然不算高，仅0.54kg/m3，但由于水量丰沛，年沙量也近5亿t1。在河流上修建水库后，由于水位抬高，流速减小，必然造成泥沙在水库中的淤积。水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑后抬高了水位,形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线。水流进入库区后,由于水深沿流程增加,水面坡度和流速沿流程减小,因而水流挟沙能力沿流程降低,出现泥沙淤积2。淤积是水库设计和管理中的一个难题。在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态,使泥沙在水库库区内淤积,从而降低水库的使用效益,甚至导致水库失效报废。其次，水库的回水变动区将由于泥沙淤积很容易形成三角洲淤积，抬高河床、堵塞航道,造成航运条件变坏。并且,回水区内的三角洲还可能减少过河桥下的净高,甚至在枯水季时造成通航困难。上游河段河水的含沙量越高,水库水位的变幅越大,水库回水区内形成的三角洲就越大,对航运的影响也就越严重3。所以,设计水库回水区内的新建桥梁时,应考虑水库的调度运行方式及河道的可能淤高。水库淤积还会减少水库的有效库容，使水电站的发电能力降低。如果淤积形成的三角洲在大坝附近形成,还可能阻碍水流进入发电机,并增加进入发电机的泥沙，当泥沙粒径大于零点二五毫米时，会磨损涡轮机叶片和阀门座槽，大大降低其使用寿命4。 因此只有合理选择冲沙时机,正确制定和实施冲沙调度方案,才能较好地解决冲沙与发电争水的矛盾，增加水库使用寿命，从而最大的发挥工程效益。所以对水库泥沙淤积及冲沙调度的研究具有重要的现实意义。 3.1.2 国内外研究现状述评（1）水沙数学模型在过去几十年，随着计算机技术的进步，泥沙数学模型研究得到了飞速发展，水流泥沙的数学模型取决于数值计算方法和泥沙运动基本理论两方面的发展。水流模型的理论基础起源于19世纪SaintVenant方程组，该方程组奠定了非恒定水流的理论基础。真正的水流模拟技术是在计算机问世后才开始的，而着眼于动边界的泥沙模型则是到了20世纪中期才逐渐发展起来。自从Lsaacson, Stoker（1953）和Troesch（1954）5首次尝试将完整的SaintVenant方程组用于建立Mississippi河和Ohio河流的水流模型计算以来，出现了大量的针对完整的SaintVenant方程组的数学模型（动力波模型）。求解方程组的数值方法较多，常用的有特征线法（Method of Characteristics）、有限差分法(Finite Difference Method)、有限体积法(Finite Volume Method)、有限元法(Finite Element Method)和有限分析法（Finite Analytic Method）6。国外一维水沙模型多数已经发展成为商业软件，其中应用较为广泛的有美国陆军工程兵团水文中心的托马斯（W.A.Thomas）开发的HEC-6模型7。然而HEC-RAS模型以床沙级配推求分组挟沙能力，在美国应用广泛，同时由于西方河流主要是推移质为主，而我国河流以悬移质为主，HEC-RAS模型中使用的输沙公式大部分属于推移质公式，这类模型能否直接应用于我国的工程实践存在争议。除一些优秀的商业软件外，很多外国学者在一维水沙模型上做了大量的研究。Cunge等（1980）8介绍了基于SaintVenant方程假设推导的非恒定流模型模拟河道洪水波的传播。Rachuel等（1989）介绍了一种新型的数值方法针对冲积河道非恒定水流和泥沙运动的耦合模型。Armanini和Di Silvio（1988）9介绍了一维非恒定不平衡输沙，还有Bell和Sutherland（1983）介绍了恒定流下的不平衡推移质输沙。我国多数大型水库兴建于上世纪五六十年代,受当时技术条件等因素的制约,基本没有考虑排沙措施(包括调度方式),从而形成大量泥沙淤积,对附近的居民生活和房屋安全造成了相当大大的影响，并造成了巨大的经济损失。在六十年代和七十年代初，韩其为院士进行了泥沙运动统计理论研究10和非均匀悬移质不平衡输沙的研究，在此基础上从1972年开始研究水库淤积与河床演变的数学模型，后来发展成为目前的水库淤积与河床演变一维数学模型11。韩其为模型不区分床沙质和冲泻质，并假定水流挟沙力的级配和实际输移的泥沙级配一致，而悬移质的床沙级配在每一时刻断面床沙级配必须经过反复试算才能确定。韩其为模型经过十多个大范围长河段的检验，并先后应用到葛洲坝水库、长江三峡水库的泥沙冲淤计算，可靠性较好12。还有长江科学院在此基础上完善的模型。这两个模型的非均匀沙一维不平衡输沙模型，均经过大量水库淤积与河床演变资料检验，在三峡论证期间被确定为预报三峡水库淤积的模型。我国由于河流含沙量大多较高，泥沙模型中形成了比较独特的一类高含沙水流数学模型，在黄河中泥沙问题中最为突出。我国泥沙运动理论方面专著比较多，比较有代表的如钱宁和万兆惠泥沙运动力学13、韩其为的非均匀沙悬移质不平输沙14和水库淤积15，对泥沙运动的基本理论和水库泥沙淤积的问题进行了详尽的叙述。（2）水库排沙我国早期修建的水库，由于对排沙考虑相对较少，水库淤积的现象特别严重，大部分为了减缓水库的淤积速度，对水库进行改造并对水库调度方式进行改进。三门峡水库就是典型的例子，由于淤积严重，进行过两次大改建就是为了扩大泄流排沙规模。姜乃森等（1990）对红山水库淤积进行研究表明，即便采用泄空冲刷，效果也极为有限。主要原因就是现有泄流设施不能满足排沙需要。杨方社等（2003）对新桥水库淤积的分析指出，水库泥沙设计的关键是泄流排沙措施的布置。这些都说明泄流排沙措施时必须在水库设计过程中不容忽视的。除了排沙设施的，合理的水库调度方式和排沙方式对于水库运行期间的淤积控制也是很有效的。张振秋等（1984）对以礼河孔库冲刷的研究表明这种方式对水库冲沙的效果良好，但是实在以消耗水库大量的清水为代价的，对水库发电效益影响较大。黄委会兰州总站等（1978）对巴嘴水库不同运用方式下水库排沙效果进行了分析，得出在采用蓄水运用、志宏运行和出现滩槽时排沙比分别为14.9%、52.0%和91.5%，说明在库区初步形成高滩深槽对增加水库排沙比、减少淤积非常重要。随着在对水库淤积研究的深入，我国科研工作者利用水库淤积和排沙规律摸索出来的蓄清排浑的运用方式，可以使得水库淤积大大减缓的有效运行模式。其中较为典型的有闹德海、红领巾、恒山等水库的研究16。现阶段，我国修建的多目标运用的大中型水库都吸取了以往水库运用的经验教训，从水库的长期使用出发，采用蓄清排浑的运用方式。为了进一步发挥水库的效益和减少水库的淤积及回水上延，对蓄清排浑方式的优化主要集中在对特征水位的研究和特征水位部分变动的研究。这些研究基本上考虑了防洪、发电和航运的影响，而对水库淤积的影响则侧重于具体运行方式下的结果的阐述。童思陈(2006)采用一维不平衡泥沙数学模型，以溪洛渡水库为例，从汛后蓄水时间和汛期限制水位两个方面对水库淤积过程、三角洲推进、横断面发展和排沙比变化等淤积特性的影响进行看分析，总结了其中表现出来的规律17。值得注意的是，水库排沙和水库冲刷是两个不同的概念。水库排沙是水库泥沙运行的结果，所有影响水库淤积的因素，都影响水库排沙。从不同角度可以将水库排沙划分为不同分类型。对水库淤积影响较为重要的是壅水明流排沙、异重流排沙（壅水）、敞泄排沙（沿程冲刷）和溯源冲刷。蓄清排浑运行方式下，汛期低水位运行容易形成溯源冲刷，将库区泥沙甚至之前淤积的泥沙冲出17。 3.1.3 研究意义 从研究角度来讲，库区淤积是水库设计和管理中的一个难题，在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态,使泥沙在水库库区内淤积,从而降低水库的使用效益,甚至导致水库失效报废。具体有以下几点不良影响。（1）水库的回水变动区将由于泥沙淤积很容易形成三角洲淤积，抬高河床、堵塞航道,造成航运条件变坏。并且,回水区内的三角洲还可能减少过河桥下的净高,甚至在枯水季时造成通航困难。上游河段河水的含沙量越高,水库水位的变幅越大,水库回水区内形成的三角洲就越大,对航运的影响也就越严重18。（2）水库淤积还会减少水库的有效库容，使水电站的发电能力降低，降低水电站效益。（3）水库的兴利效益是通过水库调度来实现的，水库调度方式与水库淤积以及最终的淤积平衡是密切相关的，而水库泥沙的淤积往往会降低水库的兴利效益，影响水库的正常运行。（4）如果淤积形成的三角洲在大坝附近形成,还可能阻碍水流进入发电机,并增加进入发电机的泥沙，当泥沙粒径大于零点二五毫米时，会磨损涡轮机叶片和阀门座槽，大大降低其使用寿命。（5）淤积在坝前的泥沙，会对坝体产生泥沙压力（如图所示），可能使坝踵产生拉应力，并对坝体稳定产生不利的影响19。 通过研究发现，降低水库汛期运行水位、推迟水库蓄水时间可以减少泥沙的淤积，但也降低了发电效益；抬高汛限水位、汛后提前蓄水、汛前推迟落水以增加高水位持续时间，增加发电量，但是会造成泥沙严重淤积。所以在选择蓄清排浑的排沙方式下，特征水位尤其是汛限水位对于调节水库淤积和兴利效益之间起到重要的作用。 因此只有合理选择冲沙时机,正确制定和实施冲沙调度方案,才能较好地解决冲沙与发电争水的矛盾，增加水库使用寿命，从而最大的发挥工程效益。所以对水库泥沙淤积及冲沙调度的研究具有重要的现实意义。对不同调度方式下水库淤积影响的分析，主要依赖于泥沙数学模型。运用数学模型模拟水库建库以来水库的淤积情况，并计算分析不同调度方式下水库的淤积过程及淤积量的变化,对水库的日常运行和排沙冲淤有着重要的意义；优化水库的调度方式在很大程度上协调和兼顾了水库防洪、排沙和发电的关系，使得水能资源得到更充分合理的利用，进而提高水库的综合效益。从我们组员个人角度来讲，这次创训训练既是机遇，又是挑战。一方面，在学校里，我们已经学习了水文学、水资源规划、水工建筑物等专业课程，了解了水库如何运行调度，如何去分析大坝受力等，但主要以书本理论知识为主，这回的创训正是给我们大学生提供了这样一个契机通过对那兰水库相关泥沙数据的分析，结合我们现有的知识水平和老师的讲解以及一些技术资料，能够增加我们对专业知识的领悟及应用，对我们的知识进行升华。另一方面，我们现有的知识对于这个创训可能有所不足，因此通过这次创训，能让我们学到、接触到更多的知识，多角度、多方面地认知水库排沙和建模，得到一份融入探索与发现中的、无与伦比的快乐，为我们以后在水库淤积上的深入研究打下了坚实的基础。3.1.3参考文献1张瑞瑾,谢鉴衡,王明甫,等.河流泥沙动力学M.北京:水利电力出版社,1989.2姜乃森,傅玲燕.中国的水库泥沙淤积问题J.湖泊科学,1997,9(1):1-8.3黄华忻,赵克玉.陕南山区水库排沙运用J.泥沙研究,2000,(1):77-79.4 林秉南. 明渠不恒定流的解法和验证J. 水利学报,1956,(1):3-16.5 赵雪华. 钱塘江涌潮的一维数学模型J. 水利学报,1985,(1): 50-54.6 苏铭德,徐昕,朱锦林,韩耀宗. 数值模拟在钱塘江涌潮分析中的应用-.数值计算方法J. 力学学报,1999,(5): 521-5337韩其为,杨小庆.我国水库泥沙淤积研究综述J.中国水利水电科学研究院学报,2003,1(3):169-178.8董耀华，黄煜龄，天然河道长河段一维非恒定流数模研究J.长江科学院院报，1994.11（2）：10-179梁栖蓉，黄煜龄，三峡水库泥沙淤积预估J，长江科学院院报，1994.11（3）：1-710 Armanini A., Di Silvio G., A one-dimensional model for the transport of a sediment mixture in non-equilibrium conditionsJ. Journal of Hydraulic Resarch,IAHR,1988,26(3):275-292.11 Bell S.G. and Sutherland A.J., Non-equilibrium bed load transport by steady flowsJ.Journal of Hydraulic Engineering,ASCE,1983,109(3):353-367.12 韩其为,何明民. 泥沙运动统计理论M. 北京:科学出版社,1984年.13 韩其为. 非均匀悬移质不平衡输沙的研究J. 科学通报,1979,(17):804-808.14 韩其为,何明民.水库淤积与河床演变的一维数学模型J. 泥沙研究,1987,(3):14-29.15 韩其为.水库淤积M. 北京:科学出版社,2003.16 姜乃森,傅玲燕.中国的水库泥沙淤积问题J.湖泊科学,1997,9(1):1-8.17 张瑞瑾,谢鉴衡,王明甫,等.河流泥沙动力学M.北京:水利电力出版社,1989.18 黄华忻,赵克玉.陕南山区水库排沙运用J.泥沙研究,2000,(1):77-79.19 卢海潮，任喜武m 水库泥沙淤积分析及防治措施Um 黑龙江科技信息，2011（19）：2363.2项目申请人理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的创新创业成果等）3.2.1 团队情况项目小组成员为12级和13级水利水电专业的学生，学习过一定的专业知识，对于水库的淤积演变情况以及水库泥沙运动特性也有了一定的理论基础。参与过一些课程设计、专业实习等，有较强的主动性和动手能力，良好的团队合作以及较充足的课余时间。小组成员前期准备较为充分，在寒假期间就已经开始资料的搜集工作，并展开与课题相关的讨论。团队成员积极与导师及研究生进行沟通交流，得出许多新的想法和体会。由指导老师做整体上的指导，由指导老师所带的研究生提供相关帮助，涉及其他专业的知识会请教相应专业的老师。3.2.2 小组成员简介 陶国武：团队负责人，担任水电院科技社负责人的职务，拥有实用新型专利1项，曾获得学业优秀奖学金。曾经参加过坝气十足、鸡蛋撞地球等科技活动。通过江苏计算机二级等级考试，熟练掌握FORTRAN，现正在自学C语言，具有较好的软件操作能力。对科研有浓厚的兴趣，具有管理团队的能力。 冀子臻：现为水利水电大三学生，专业知识较为全面，现任水电院团委实践部副部长,科技社部长, 曾担任水电院辅导员助理，曾经荣获河海大学坝型设计大赛一等奖，河海大学“水云杯” 三等奖，江苏省“学信杯”创新创业大赛三等。综合科研能力以及沟通能力较强，是团队的重要成员。贾国新：学习成绩优异，曾获学业优秀奖学金，善于数据分析与理论模型的建立，对科研表现出积极的兴趣，在课题的前期准备中认真学习了相关的知识，工作认真，善于思考。周泽宇：原为商学院工程管理专业学生，现转专业至水利水电工程专业，具有较好的商业知识，能够对项目的效益做出准确评价，且具有较为灵活的思维，能够为团队的研究提供具有创意的想法及建议。 林潮宁：现为水利水电大三学生，成绩优异，曾获国家奖学金、基康奖学金一等奖等奖学金；以及全国大学生文学作品大赛二等奖、河海大学水工杯三等奖等各类奖项。工作能力突出，曾担任水工年级团支书，组织举办各类活动。科研能力较强，目前已获得授权专利若干项，希望能为团队贡献一份力量。3.2.3 前期相关研究成果在前期研究工作中，已经大量阅读文献，了解控制泥沙淤积的主要途径有治标、复古、延缓、清淤、排沙五种方法。并掌握了水库淤积预测方法及数值模拟数学模型，能够熟练运用一维非恒定流河流水沙数学模型，对实际水库淤积问题进行分析，并对水库的水库排沙方式进行优化研究，为后续研究打好理论基础。3.2.4 相关扶持政策河海大学为进一步加强教育教学改革，促进理论教学、实践教学与科学研究三元结合，鼓励学生更早地接受科学研究基本训练，提高动手和创新能力，于今年制订并实施了“河海大学大学生创新训练计划”，设立了大学生创新训练计划基金。经学生申报，专家评审，对于被批准的项目，每项资助经费3000-4000元，其中重点项目资助5000-8000元。项目研究周期为1-2年，参加的学生每学期可获得3个课外学分，并可优先推荐免试研究生；对取得优秀成果的学生及指导教师还将另行给予表彰和奖励。四、项目方案4.1训练预期目标（包括项目的训练目标、创新点和特色等） 4.1.1 训练目标（1）通过搜集资料，分析水库泥沙淤积现状及历史淤积演变情况，研究水库在调度运行时排沙减淤的必要性和可行性，然后选择合理的排沙流量和时机以减少水库淤积的发展。本次课题结合汛限水位的研究，需要处理大量的水文数据，涉及工程水文学和水工建筑物等专业知识，以及SPSS等数据处理软件，团队成员在参与过程中能够将所学专业知识与实际工程项目结合起来，而且在团队合作中能够提高自己的思维能力，解决问题的方法，还有就是系统考虑问题的能力。（2）在进行水库淤积计算时，需学习一维水沙数学模型。在学习的过程中对计算水库的一维模型能够进行深入的学习，不仅学会利用商业软件HEC_RAS等计算，而且尝试自编FORTRAN程序进行计算求解，这对团队成员专业知识和数学水平的要求很高，有利于调动成员学习的主动性，全方位提升自己的综合素质。4.1.2 创新点和特色在水库汛限水位动态控制的基础上，设定不同的排沙方案进行水库淤积及排沙优化的效果的研究。汛期限制水位是水库在汛期允许兴利蓄水的上限水位，也是水库在汛期防洪运用时的起调水位，是防洪高水位、设计洪水位、校核洪水位等的调洪计算的依据。以往采用的汛限水位静态控制法是基于传统的设计思想与理念，严格按照防洪设计或汛期设计阶段确定的汛限水位及相应防洪调度方式运行，要求时刻防止小概率洪水事件的发生。而汛限水位动态控制则综合利用现代水文气象预报的水、雨情及卫星云图与测雨雷达等科学技术提供的一切有用信息，并采用弥补措施预防预报的小概率误差与稀遇洪水事件发生，在满足水库蓄水、水库泄水能力和防洪兴利要求的前提下，安全经济地确定一个允许的汛限水位值动态控制域，并在此域值范围内对汛限水位实施动态控制，属于实时预报风险调度范畴。4.2研究内容 4.2.1 主要内容1.水库调度运行时排沙减淤的必要性与可行性分析（1）分析水库泥沙运动特性分析（2）水库淤积演变情况分析（3）水库淤积现状分析2.水库排沙方式优化研究（1）分析动态汛限水位（结合水库汛期限制水位动态研究项目成果）、排沙流量、排沙时机、排沙水位等重要指标对水库淤积的影响；（2）分析选择合适的水库排水冲沙时机和排沙流量。3.水库排沙的效益分析（1）防洪效益分析（2）发电效益分析（3）排沙效益分析4.水库排沙的影响分析（1）对泄洪、排沙设施的影响（2）对本电站厂房的影响5.基于上述各项分析，借助SPSS数据数据处理软件对原始水文数据进行处理；分析库区测量成果，利用经验公式分析水库淤积平衡，得出水库淤积趋势；最后利用一维水沙模型和商业软件HEC-RAS结合汛限水位的研究对比分析得出泄洪排沙的优化方案。4.2.2 研究目标（1）基于数据的分析与研究，建立水库运行数学模型。（2）根据建立的数学模型，进行数值模拟，推算出水库汛限水位动态控制及排沙运行优化方案。（3）结合效益分析，形成对于水库运行方案的综合建议。4.2.3 基本思路本实验主要通过分析、处理数据，采用经验公式、数学建模、数值模拟等方法探究水库分期固定汛限水位及排沙的运行模拟与优化、汛限水位动态控制及排沙的运行模拟与优化问题。首先完成对数据的录入工作，将所有的数据数字化；并按相应方式整理数据。其次对数据进行分析处理，对水库泥沙运动特性、水库排沙运行特性、水库淤积、水库汛期排沙必要性进行分析。最后得出水库排沙方案的优化，并结合上述研究，编写出相应的软件。课题组拟采用的技术路线为：（1）用水库冲淤平衡分析、水库淤积量计算、水库淤积形态判别与淤积分布计算等方法对水库淤积及汛限水位控制成果进行分析总结。（2） 采用数值模拟的方法，建立一维数学模型，来模拟水库的运行状况，并推算出水库汛限水位动态控制及排沙运行优化方案。（3）进一步探究水库汛期运行水位动态控制及水库效益及影响。（4）最终得出相关结论，并形成对于水库运行的建议。 决策流程图为： 总结水库冲淤平衡分析水 库淤 积量计 算水库淤积形态判别水库淤积及汛限水位控制成果根据数据数学建模，模拟各方案并比较，选出合理方案分析水库效益及其影响开始4.3设计实践环节（组织实施、过程管理、实践环节、教师指导等工作） 4.3.1 组织实施在整个项目进行过程中将请有关老师进行监督管理和指导。项目负责人分配小组各成员任务，项目组成员积极完成。定期召开会议，汇报各自项目进程，严格按照工作日程表等进行检查监督和展示验收，并形成一定的检查报告备案。一旦训练项目的进度出现异常情况或者组员遇到难题无法解决，及时召开项目组会议，大家共同协调解决，有效发挥团队力量，做好监督管理的每个环节，保障训练项目的质量和效果。 4.3.2 过程管理（1）在前期阶段，小组成员学习有关知识，相互交流，并保持与指导老师的联系，及时发现不足，做出改进。（2）在实验阶段，小组成员各司其职，并保持合作，在指导老师的指导下保证项目实施得以快速、稳步地进行。 （3）在理论分析、数值模拟及建立模型的过程中，小组成员积极参与实验测试及数据结果的讨论。根据排沙方式以及冲沙效果，分析动态汛限水位（结合水库汛期限制水位动态研究项目成果）、排沙流量、排沙时机、排沙水位等重要指标对水库淤积的影响；分析选择合适的水库排水冲沙时机和排沙流量。 4.3.3 实践环节 前期（1）在图书馆、机房等地查阅与水库淤积及冲沙调度研究相关纸质资料以及电子资料，并咨询相关老师。（2）在实践开始之前，各成员抓紧时间学习数学建模，熟练掌握数学建模的各种算法，并能够熟练运用，为日后数据的处理做好前期准备。（3）各组员认真复习FORTRAN程序设计及C语言，熟练掌握编程技能。上网或者借阅MATLAB相关资料和书籍，学习MATLAB的使用方法，以便后期数据的高效处理。（4）与导师的研究生学长学姐进行广泛交流，了解导师团队的研究方向及常用研究方法。能够较快的融入导师的研究团队，做出一些创新成果。（5）努力学好工程水文学，做好理论基础。 中期（1）利用实际数据（基于那兰水库的数据资料），对河道泥沙运动特性、水库入库泥沙、泥沙运动特性进行分析，得出水库的泥沙特性。（2）参考现阶段水库的运行方式、保库防沙措施，对水库现阶段排沙运行特性进行总体评价。（3）根据河道演变历史、水库冲淤平衡分析、水库淤积量计算、水库淤积形态的判断等综合因素，对水库现阶段预计状况进行评价分析。（4）基于那兰水库的数据资料，对水库淤积状况进行评估，对淤积量造成的危害进行预估。（5）建立水库数学模型，采用数值模拟的方法进行研究，探究水库排沙的优化方案。（6）基于数值模拟结果，对水库排沙的效益进行分析，并结合周边建筑及地貌，分析水库排沙的影响。 后期（1）根据项目的研究成果，撰写项目的结题报告。（2）根据项目的研究成果，撰写相关论文，并在期刊上发表。4.4团队分工(1、与本项目有关的研究积累和已取得的成绩；2、已具备条件，尚缺少的条件及解决方法) 4.4.1 该领域研究基础 本课题已经积累了本领域研究的大量国内外参考文献，具有良好的文献资料基础，本项目申请人指导老师的研究领域覆盖本项目的研究内容，对申请人进行项目的研究具有指导能力。近两年来，课题组发表文章10余篇，其中SCI收录多篇。 指导老师以水文水资源及水利工程国家重点实验室为研究基地组成科研团队，利用现场试验、物模试验和数值计算等手段，开展基础和应用基础研究工作。近年来，指导老师重点关注水沙运动研究，与国内外相关研究院校和机构开展合作，组织开展相关基础研究工作。 4.4.2 工作条件 本课题的研究工作主要通过收集资料、理论分析、物理实验研究、计算机模拟分析等手段完成。本课题已经积累了本领域研究的大量国内外参考文献，具有良好的文献基础。同时本课题研究试验部分可在河海大学泥沙实验室完成，可满足本课题的研究需要。 因此，在已有研究的基础上，上述研究方案、技术路线是可行的，申请人在指导老师的指导下，完全可以达到项目的预计目标。 4.4.3 团队分工方案 陶国武：负责团队的统筹安排，制定各阶段工作计划承，担课题申请书，结题报告以及相关论文的组织撰写工作。在研究过程中负责对河道泥沙运动特性、水库入库泥沙、泥沙运动特性进行分析，得出水库的泥沙特性。 贾国新：负责实验数据的处理分析，建立水库数学模型，采用数值模拟的方法进行研究，根据河道演变历史、水库冲淤平衡分析、水库淤积量计算等的判断