长江干线宜昌—浏河口段一维河网水流数学模型

根据河道水流特点及模型计算精度和效率,长江干线一维水流数学模型通常以大通为界,将宜昌以下河道分为宜昌—大通、大通—浏河口两段,分别建立径流和潮流模型。而在当前新水沙条件及新型复杂江湖河网关系下,传统的两分段模型难以整体解决长河段复杂河网的水流模拟问题。针对该问题,研发了基于高精度、高性能有限体积法的一维河网水流数学模型,其采用SLIC的数值格式求解相邻单元交界面通量,在处理河网交汇方面以控制体为计算单元,简化求解复杂河网系数矩阵。该模型物理过程更为清晰明了,计算更加方便快捷。将研发的一维河网水流数学模型应用于宜昌—浏河口段,结果表明该模型稳定性强、精度高,有效解决了长江干线宜昌以下数模一体化难题。     

航道整治工程中长河段复合模型方法研究

鉴于数学模型在解决水沙运动及河床冲淤变化三维性较强的局部工程问题时存在一定的局限,以及物理模型在模拟长河段时受时间变态影响较为严重的问题,提出综合物理模型和数学模型优点的长河段复合模型。综述国内外复合模型的发展情况、优缺点及发展趋势,结合物理模型和数学模型在航道整治工程中的应用,提出航道整治工程中长河段复合模型研究思路与方法。     

长江感潮河段二维潮流数值模拟*

通过非结构网格建立了长江感潮河段二维潮流数学模型,研究了水工建筑物在非结构网格中的处理,验证结果良好;为检验模型长河段沿程流量的守恒性,模型上边界分别采用枯水、中水、洪水3种恒定流量模拟感潮河段水流运动。计算结果表明:模型沿程流量守恒性良好,模型能够有效模拟长江感潮河段水流运动。     

非均匀非平衡输沙数学模型在长江南京以下深水航道整治一期工程中的运用

通州沙、白茆沙是长江南京以下12.5 m深水航道上延南京首先碰到的两个重点碍航浅滩,工程河段受径流和潮汐的共同作用,水沙动力复杂,河床冲淤多变。建立三沙河段非均匀非平衡输沙二维潮流泥沙数学模型,在挟沙力公式、底沙与悬沙交换模式等研究的基础上,利用实测水沙及地形资料对模型进行率定和验证。在此基础上,利用该模型对长江南京以下12.5 m深水航道整治一期工程方案进行研究,分析整治工程的效果及影响,为工程设计提供技术支撑。     

长江南京以下12.5 m深水航道二期工程口岸直河段选槽数学模型

采用平面二维潮流泥沙数学模型的技术手段,配合长江南京以下12.5 m深水航道二期工程口岸直河段选槽专题 研究,选取典型的水沙计算条件,进行了选槽方案实施前后潮流泥沙运动的对比计算分析及设计航槽内疏浚位置回淤量计 算,为鳗鱼沙河段选槽方案的确定提供科学依据。数学模型计算表明：方案1具有护滩和增加航道浅区段水流动力的效果, 对周边水域影响较小,同时考虑航道的可维护性、与交通组织适应性、与沿岸港口的适应性几个方面,推荐方案1（左右汊 单向航道）作为口岸直鳗鱼沙河段12.5 m深水航道选槽方案,但建议该方案左槽中段航线位置稍向左岸调整,以适应深槽 变化趋势。     

长江中游荆江河段航道系统治理关键技术研究创新性成果

<正>1.形成了适用于新水沙条件下长江中游荆江长河段系统治理的航道整治成套技术,直接指导了荆江河段航道整治工程设计。2.首次开发了内河航道枯水碍航预测预报系统,成功应用于荆江河段。本项目成功申请实用新型专利2项、软件著作权1项;研究成果总体达到了国际先进水平,其中守护型工程增深机理达到了国际领先水平。     

三峡库尾卵石推移质输移对航道的影响

长江经济带建设发展迫切需要三峡库尾航道等级由3. 5 m提升至4. 5 m,而库尾推移质运动是必须解决的泥沙问题。采用三峡库尾航道水沙二维数学模型,根据2009—2016年三峡入库水沙资料,模拟变动回水区重庆至涪陵段推移质运动过程,将其冲淤分布及断面输沙量与实测资料对比,验证该数值模型的可靠性。以此为基础,预测30 a后三峡库尾航道推移质冲淤趋势,分析重点滩段航道内推移质冲淤分布、幅度以及输沙带特性,揭示推移质输移对航道的影响。该研究结果可为三峡库尾重庆至涪陵段4. 5 m航道等级提升建设的方案设计提供数据与技术支撑。     

长河段航道整治的数值模型与地形可视化

在正交贴体坐标系下建立长河段的二维水流数学模型,并详细阐述模型的主要方程、给定的边界条件、动边界的处理技术和数值计算方法等.根据广西右江那吉—鱼梁河段的实测资料,验证该模型的合理性和适用性,探讨关于长河段航道治理的相关问题,并采用Matlable可视化技术对河道地形进行演示.     

今年国家投资10亿元整治长江重点碍航段

据悉，国家今年将投资10亿元，对长江航道全线重点碍航河段进行整治，长江航道整治建设的步伐明显加快。据介绍，长江航道正在酝酿长河段系统治理，5个长河段治理工程技术方案已通过专家审查，上报至交通运输部。据了解，系统治理技术方案将长江中下游航道分成5大段进行系统治理，初步估计约有42个碍航浅滩需要整治。     

长江下游武穴水道平面水沙二维数值模拟研究

利用数值模拟方法,针对武穴河段的水沙特性,进行了武穴河段的航道整治工程的平面二维水沙数学模型计算,对武穴段航道整治后计算河段内的冲淤量、流速分布、水流平面形态等提出了有价值的研究成果。     

长江上游胡家滩航道整治数值模拟研究

长江上游胡家滩为弯曲展宽河段浅滩。探讨了胡家滩浅滩河段河床演变特征、碍航特性及滩险成因,提出了航道整治思路与方案。应用平面二维水流泥沙数学模型,采用2002—2011年的水沙序列资料,对方案整治效果进行分析。结果显示,整治后航槽流速增加且不会成为急滩,消落期航槽内泥沙冲刷加强,起冲时间提前,冲刷历时延长,航道尺度满足规划要求,航槽基本稳定,说明采用筑坝、疏浚与炸礁相结合的方法对胡家滩浅滩航道整治较为有效。     

向家坝日调节运行对长江叙渝段航道维护影响研究

金沙江最下游梯级向家坝水电站,因其装机容量大,发电运行期间非恒定流造成坝下水位日变幅及小时变幅较大,会对长江叙渝段航道维护造成严重影响。基于长河段非恒定流数学模型,研究向家坝水电站日调节运行后长江上游非恒定流传播特性,分析日调节运行对航道维护的影响,提出相应航道维护管理对策。     

心滩守护工程影响航道水流特性的数值模拟*

心滩是位于河心的浅滩,一般位于放宽河道内,会随水位涨落及水沙条件变化而十分不稳定,往往给航道条件带来十分不利的影响。为了改善航道条件,需要通过航道整治工程来稳定心滩,如软体排护滩工程、鱼骨坝护滩工程等。运用基于非结构三角形网格的平面二维水流数学模型对不同类型的心滩守护工程进行了研究。研究表明,建立的数学模型能够较好地模拟心滩周边的水流特性,较好地揭示了心滩守护工程对航道水流的影响特点,这对长江中下游航道涉及心滩的浅滩河段航道治理中具有一定的指导意义。     

长江中游典型河段整治关键参数的应用研究*

利用数值模拟手段,针对长江中游藕池口河段、牯牛沙河段典型碍航浅滩,将三峡水利枢纽运用后新的航道整 治参数确定方法应用到具体河段航道整治工程中,对航道整治关键参数进行实践检验,为相关研究提供应用基础。数学模 型计算结果表明：在此种整治参数下,经过典型水文过程后可达到规划的航道尺度,整治工程达到了预期的整治效果,新 的航道整治参数理论成果适用于目前三峡水利枢纽运用后长江中游浅滩的航道整治。     

长江九龙滩河段浅滩航道整治

长江九龙滩浅滩河段有鼓鼓碛、蕉芭滩和三角碛3处碍航。在碍航成因分析的基础上,结合航道整治目标原则,提出了整治方案。应用平面二维水流泥沙数学模型探讨方案整治效果,经水流条件和典型年泥沙冲淤特性对比分析,进行方案比选与优化,形成了推荐方案。选用2002—2011年水沙序列资料,研究方案实施后长时期内的航槽泥沙冲淤规律,结果表明,方案实施后航道尺度满足要求,航槽可长期保持稳定,整治效果较为理想,达到了预期整治目标。     

长江中游牯牛沙水道河床演变规律及整治措施研究

通过对长江中游牯牛沙水道碍航特征、来水来沙特性以及河床演变特征的分析,提出了水道航道总体整治原则和治理思路,并在河工模型试验的基础上提出了河段航道整治总体推荐方案,该方案可以达到河段远期规划航道尺度要求。     

岸滩演变对入江口门航道的影响

各支流入江口门是沟通各支流和长江的关键部位,其河床稳定性对保持航道畅通具有重大作用.选择南京河段梅子洲汉道段秦淮新河口和城南河口为研究对象,分析入江口门岸滩演变特征,并结合入江口门历年疏浚资料,分析岸滩演变对入江口门航道的影响.研究成果表明,岸滩演变不仅形成了入江口门的河道局部条件,并且制约口门的水沙条件,因此,对入江口门的水流、泥沙运动和航道产生重大影响.     

新时期长江口航道建设深化研究方向的探讨

长江口航道的建设与管理面临着河势背景深刻变化的新情况和生态优先等新要求.为了进一步提高航道的综合通过能力,分析近几十年来长江口河势的主要变化,归纳长江口深水航道的治理(设计)思路.基于对长江口在盐、淡水交汇和潮汐环境中的黏性细颗粒泥沙运动物理过程和航道回淤机理的认识,包括盐度和含沙量的层化、紊动抑制、悬沙斜压效应以及纵...     

长江下游连续分汊段汊道演变的关联性研究

长江下游安庆河段由安庆水道、太子矶水道、贵池水道3个连续多分汊河道组成,近期3个汊道段河床演变复杂。依据实测水文、地形资料和数学模型计算等手段,分析3个连续汊道段在水流动力、流速分布、水位及分流比变化方面的关联性,并提出在河道治理及航道整治中应注重保有汊道间过渡段及维持关键洲滩岸线稳定的建议,可为类似工程提供借鉴。     

岷江下段航道典型滩险整治技术

岷江干流龙溪口枢纽以下河段为天然航道,具有典型的山区河流特征,碍航特性极其复杂,加之河道历年来受挖沙采石影响,航道条件恶化严重。采用长河段平面二维水流数学模型对拟建岷江龙溪口枢纽至屏山镇岷江大桥段11处滩险的整治方案进行对比分析及优化研究。在碍航特性及滩险成因分析的基础上,选取该段航道内干龙子滩、白甲滩以及新开河滩段3个具有典型代表性的滩段,从通航水流改善程度、挖槽稳定性以及船舶自航上滩等方面进行多组方案的比选,总结岷江下段典型代表性滩险的整治技术。