某码头附近河道二维水沙模型及河床演变分析

兰江为典型的山区性河流,水位暴涨暴落,砂砾石床面泥沙运动以推移质运动为主,位于兰江中上游基头山附近的兰溪服务区码头建设可能会对河道冲淤演变产生影响。在分析水沙运动特征和地貌特征的基础上,建立了二维水沙数学模型。四组典型流量的验证和2005年1月～2012年1月冲淤验证结果表明,模型能够较好的模拟该河段的水流状况和该河段的冲淤演变状况。选取四组典型流量,模拟了工程对河道水动力环境的影响,结果表明,工程上游及下游流速均有所减小,工程区附近主河道流速增加,流速变化量值及范围随着流量的增大而增大。整体而言,工程的阻水面积(高桩阻水宽度2～3m)相对于整个河道断面(河宽500～600m)较小,工程对水流的影响较小,流速最大变幅为1～4cm/s(Q=10,800m~3/s),且集中于工程区局部范围。总体而言,兰溪服务区码头由于阻水面积较小,对河道水动力环境和河道冲淤演变影响甚微,不会改变该河段的演变趋势。     

清远某码头扩建工程对北江河道水流影响的数值模拟

采用数值模拟的方法,以清远某码头扩建工程为例,建立了工程河段的平面二维水动力数学模型,对扩建工程设计方案作用下工程河道的壅水高度和流速变化了进行数值模拟,分析扩建码头工程对城市河道水流的影响,为码头扩建工程的规划和设计提供参考.     

顺岸式码头扩建工程对河道水流影响的数值模拟

基于一、二维水流数值模型模拟珠江三角洲流域某顺岸式码头扩建工程后工程附近河道的壅水高度和流速变化,分析了扩建工程对工程附近局部流场和河道水流的影响,为顺岸式码头扩建工程的规划和设计提供参考依据。     

新干枢纽下游河床冲淤及航道条件变化计算

根据赣江流域规划,在赣江下游三湖镇河段规划兴建新干航电枢纽,枢纽建成后坝下游的河床冲淤及水位变化需要进行预测研究。建立了坝址至南昌118 km长河段的一维水沙数学模型,计算了拟建新干枢纽坝下河道河床下切与水位下降情况。结果表明:在现状河道条件下,经过6~7个水文年河床调整后,枢纽下游河段河床冲淤接近平衡;经过10个水文年作用后,新干枢纽坝址下游附近河段河床最大冲刷深度为1.76 m,坝址下游附近水位最大下降值为1.56 m。分析了河床调整后坝址至南昌河段航道条件的变化。     

向家坝水电站日调节非恒定流的传播特征研究

水电站的调度运行改变了天然河道的水流条件,日调节引起的非恒定流导致坝下游河道的水位陡涨陡落、流速时大时小、流态时好时坏,对下游的航道维护、船舶的安全航行及港口、码头的正常作业等产生不利的影响。文章以向家坝水电站为例,按照其典型调度运行方式,建立几何比尺为1:100的物理模型,根据向家坝电站日调节试验在坝下游长河段所引起的的水位及流速等数据,总结出向家坝水电站日调节非恒定流的水位及流速在不同河段的传播特征,为研究电站日调节非恒定流对坝址下游长河段航道条件的影响提供理论依据。     

河岸景观改造工程防洪影响研究——以季华大桥上下游河段为例

基于拟建的景观工程相关资料,本文选用具有代表性的水文组合对景观工程改造前后的行洪水位、流速、流量等水动力因素进行了计算和分析。根据计算结果给出了拟建工程后工程河段的壅水和冲淤的变化,其中流速前后变化最大差值为0.23m/s,最大水位变化差值为0.019m/s;景观工程建成后对河道的冲於变化、水位变化影响都比较小;在此基础上,对潭洲水道的行洪安全、排涝影响、河势稳定性以及水利工程与设施进行了影响评价,研究可为类似工程提供技术参考。     

三峡水库回水变动区廖家凼码头水域条件分析

廖家凼码头2个泊位,位于长江三峡水库回水变动区河段,且受码头上游附近苦竹背石梁突嘴的影响,码头水域条件复杂。通过分析码头工程河段的河床演变、码头前水域条件及码头工程对通航条件的影响,提出分时段限制码头泊位停靠船舶的安全措施。主要结论为:码头工程河段河势航槽稳定;枯水期每年11月至次年4月底,三峡水库维持较高水位运行,码头水域条件良好,码头泊位最多可停靠2排船舶;每年5—10月,码头工程河段处于天然河道,码头水域条件较差,码头泊位最多可停靠1排船舶;发生洪水时,码头上游附近苦竹背石梁突嘴以下约100 m范围内水势流态复杂,影响码头上游泊位船舶的停靠和出港航道安全,因此,汛期6—9月,码头上游泊位禁止停靠船舶。     

乌江渡电站泄流对乌江渡码头航行影响

为分析乌江渡水电站泄流对下游乌江渡码头通航水流条件的影响,建立了乌江渡码头河段二维非恒定流水流数学模型,并运用实测水位流速资料对模型进行验证。对恒定流通航条件进行模拟分析。针对电站发电泄流代表方式,采用流速和比降历时变化、10 min水位变率,分析电站泄流引起的乌江渡河段通航水动力变化过程。结合船舶上行能力,分析电站泄流对船舶进港靠泊的影响。     

饶河鄱阳湖湖区航道整治疏浚方案

在对饶河湖区航道情况及碍航浅滩特性分析的基础上,建立研究河段的一维水流数学模型,利用实测资料进行模型验证。运用数学模型计算设计流量条件下的湖区航道各浅滩段航槽疏浚深度的关键参数及工程前后的水面线变化,分析工程后的水动力条件变化及航槽断面流速变化。结果表明,工程后研究河段水位下降,河段水力比降减小,湖区浅滩段航槽断面平均流速减小,双港下游河道段流速增加。采用规范公式计算航槽疏浚后湖区各浅滩段航槽的年回淤厚度,研究结果可供设计单位参考。     

跨河桥梁建设对山区航道河床演变的影响分析

拟建金建铁路斜跨典型山区航道—兰江,必然改变桥位区河流的水动力条件,进而影响选址区河床演变过程。本次研究建立了桥梁选址段二维水沙模型,模拟建桥前后桥位区水动力条件变化,分析水动力变化对河床冲淤演变的影响。结果显示,桥墩建设减小了河道过水断面面积,造成桥位前大面积壅水,流速降低,河道呈现微淤积;桥位处,受桥墩束水作用影响,墩间流速增大,造成墩间河床冲刷,同时墩后尾水区流速变缓,泥沙淤积;桥位下游中间流速有所减小,但由于桥位上游淤积减小了泥沙来源,泥沙补给不足而导致冲刷。由于山区航道泥沙输运以推移质为主,泥沙就近搬运,跨河桥梁建设对河床演变的影响范围不大,冲淤演变相对较小,不影响桥址河段河床整体稳定性。     

高桩码头上部结构波浪力物理模型试验研究

在不同水位、相同波浪要素组合条件下进行波浪对码头上部结构作用力的模型试验研究,得到上部结构所受最大波浪水平力、最大波浪上托力、最大波浪水平力对应的波浪上托力以及最大波浪上托力对应的波浪水平力,分析最大波浪水平力和最大波浪上托力之间的相位差;并对最大波浪上托力和理论值进行分析比较。试验结果表明:随着水位的增高,作用在码头上部结构的波浪力先增大后减小,在设计高水位时,码头上部结构受到的波浪力最大;最大波浪上托力和最大波浪水平力并不同时出现,存在相位差。     

框架码头主体与接岸结构在变水位条件下的相互作用研究

目前,国、内外针对水深和水位变幅较大的内河架空直立式框架码头的研究成果不多,针对码头使用过程中主体结构与接岸结构间相互作用的研究就更少。根据这类码头的受力特点,通过在码头前方承台的横梁与接岸结构之间增设弹簧隔振装置模拟接岸结构和码头主体的作用力,利用PLAXIS软件研究不同的水位下降速度对码头主体与接岸结构间相互作用的影响,求得到结构的内力和变形,并在此基础上提出弹簧的刚度系数。     

向家坝枢纽非恒定泄流对落锅滩河段航道通航条件的影响

电站日调节非恒定流对下游河道的影响是向家坝工程在运行时需要考虑的主要问题。通过长河段二维非恒定数学模型计算分析向家坝日调节非恒定流对落锅滩河段航道通航水流条件的影响,选取两种典型日调节工况和泄洪工况分析河段内水位、流量、流速等水力因素变化特性。结果表明,两种典型日调节工况下非恒定流传播至落锅滩水位变幅在1. 26～1. 46 m,泄洪工况下水位最大日变幅在2. 05～2. 96 m,非恒定流对河段产生了一定影响,根据目前通航标准来看,4种工况下河段内水力指标均能够达到通航水力指标。建议对坝下非恒定流特征及其对航道、港口码头的影响情况进行原型观测,积累实践经验,为进一步优化电站调度方案和下游航道维护等方面提供依据。     

长沙综合枢纽三期施工导流及通航模型试验研究

针对三期施工导流期的特点,采用正态1:100整体物理模型,对该河段的行洪能力和通航水流条件进行试验研究。通过分析设计方案河段上游水位雍高值、围堰附近的流场特点和各泄水闸闸前行进流速,从增加溢流宽度和调整纵向围堰与水流方向两方面对其进行优化,共提出了3种优化方案。根据三期导流的特点并对比不同施工导流方案下的上游水位雍高值,得到有利于河段行洪及施工布置的推荐方案。最终通过流场分析表明,推荐方案的水流条件满足船舶安全通航要求。     

库水位循环作用下架空斜坡式码头变形研究*

为研究山区河流库水位循环作用下码头结构变形特点,依托云南省富宁港一期工程,建立架空斜坡式码头三维有限元模型.以水岩相互作用为基础,重点研究库水位循环作用下架空斜坡式码头整体变形特点、桩基水平位移、桩顶沉降、挡土墙失稳模式;得到码头结构物变形发展趋势,同时预测架空斜坡式码头在库水位循环作用下的破坏方式,为进一步研究山区河流码头结构与库岸边坡相互作用及其时变特性提供基础.     

螺旋桨射流对抛石基床冲刷的数值计算

抛石基床遭螺旋桨射流冲刷破坏而危及码头使用安全,是近几年码头检测评估工作中的新问题,国内海港工程设计规范中未考虑船舶尾流作用对抛石基床的冲刷影响。采用计算流体力学软件Fluent建立螺旋桨射流流场三维数值模型,并利用螺旋桨射流流速的理论研究成果对数值模型进行验证。通过数值模拟,研究螺旋桨射流在码头岸壁和基床底面影响下的变化规律,建立了船舶尾流在重力式码头前沿的最大冲刷流速及其位置的经验公式。     

鲢鱼溪码头建筑物对河道水流影响的数值模拟

采用正交曲线坐标对赤水河鲢鱼溪码头河段计算域进行了坐标拟合,用有限体积法(SIMPLEC程式)对拟合坐标系下的水流基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法。分析了鲢鱼溪码头工程前后河段内水位、比降及水流流速的变化。研究了码头前沿船舶泊稳条件和码头工程建设对洪水位的影响,得出了在赤水河鲢鱼溪弯道凹岸建港可以将岸线适当推向河心的认识。     

波浪作用下趸船对高桩码头的受力影响

在以往研究成果的基础上,通过对不同水位波浪作用下码头前无趸船、有趸船但不与码头连接和有趸船并采用 引桥连接3种布置方案进行物理模型试验,测量了码头受到的水平力和上托力,分析了3种布置方案趸船对码头受力的不同 影响。试验结果表明：趸船和引桥的传递作用会使码头受到的水平力增大,趸船对波浪的阻碍作用会使码头受到的上托力 减小。     

不规则波对平板冲击作用数值模拟研究

文章采用数值模拟方法,建立了基于FLUENT软件的二维不规则波浪数值模型,探讨了波浪对水平板结构的作用机理.模型中采用RANS方程和标准k-ε方程,采用VOF方法重建自由液面.通过数值模拟复演了波浪冲击水平板结构的过程,将数值模拟结果与实验数据进行比较,验证了模型的可靠性.经过计算和分析,研究了波浪冲击平板过程中的冲击压力和流场特性,得到了冲击压力和流场的分布规律.分析了波陡,净空及板宽等参数对冲击压力和流场的影响.最后,给出了波浪冲击压力与相应水质点垂直速度间的统计关系,并对河海大学原有冲击压力的计算公式进行了改进,提出了新的冲击压力公式.研究结果表明:冲击压力峰值与相应的水质点垂直速度的平方成正比,修正后的冲击压力公式更为合理、可行.论文工作将对准确预测冲击载荷,掌握更多的冲击机理具有重要意义.     

规则波作用下近岸透空式结构物的波浪上托力研究

基于对透空码头结构物波浪上托力研究现状的分析,运用垂向二维CFD数值波浪水槽建立模拟规则波作用下水平板波浪上托力的数值模型.通过物理模型和数值模型所获波浪压力结果的对比分析,总结平板底部流场和测点压强的分布特点,探讨不同周期波浪的最大冲击压强随波浪相对超高变化的规律.试验结果表明,规则波作用下波浪上托力的数值模拟结果与...