枢纽上游渠化河段取水口对通航水流条件影响研究

针对枢纽上游渠化河段取水口对通航水流条件影响问题,文章以某临湘江取水口工程所在河道为例开展研究。基于浅水方程建立了湘江浯溪枢纽上游河段的平面二维水流数学模型,研究不同取水工况对工程河段水位、流态的影响。研究表明,取水过程仅对取水头部局部范围内水流条件有影响,且对航道水面比降、纵向流速及横向流速影响均较小,总体上对库区航道通航水流条件影响甚微,穿越航道取水方式可行。研究可为类似穿越航道的取水口河段通航影响分析提供参考。     

淮河干流临淮岗—鲁台子段航道整治

淮河干流临淮岗—鲁台子段河道,河势复杂,洪水工况组合多,航道整治难度大。为了优化本段航道整治工程方案,针对河段特点,构建二维水动力数学模型,采用多场次洪水进行率定与验证,确定"以淮干为主"的洪水组合是对刘台子航道最不利的洪水组合,并模拟刘台子弯道段现状河道、弯曲半径480和550 m方案的流场进行对比分析。结果表明,在水流流态和横向流速方面,弯曲半径480 m方案优于550 m方案。淮河干流可通航水面宽度较大,可通过增加通航水域宽度来适当降低航道弯曲半径,方案对原河道改变较小,河势相对稳定,流态更加平顺,并节约工程投资。     

黄河多泥沙桥区河段航道整治技术

黄河银川段为典型的游荡性平原河流，河床质为细沙，易冲易淤。涉水设施易引起沙质河床泥沙运动规律改变、河床地形发生不可预测的冲淤演变，水流流态紊乱，不利于船舶通过桥区河段，碍航滩险增多，整治难度加大。通过河床演变分析，借助数值模拟技术分析各代表流量下多泥沙桥区河段的水流流态和夹角、涉水建筑阻水率等参数，研究桥区河段的航道整治技术，兼顾对行洪影响，固化航槽，寻求航道整治和行洪等的平衡。结果表明，该航道整治技术使航道整治、行洪与桥梁建设相结合，既可以满足航道通航条件，也可以满足行洪要求，有利于船舶通航和桥梁建设。     

黄河上游典型崩岸碍航河段航道整治

针对黄河上游河段堤防或护岸崩塌、后退导致河道放宽、航槽淤积问题,进行了崩岸碍航河段航道整治方案研究。采用二维水流数学模型,计算黄河黑峡滩河段崩岸前后航槽内水动力条件变化,并对不同航道整治方案进行分析。结果表明：1）优良河段因崩岸或采砂等因素导致河床形态突变前航槽内水流条件（流速、流态等）改变,可为航道整治方案实施后航槽内通航水流条件提供重要参考。2）根据工程实施后效果观测,利用整治工程适当调整中、枯水的河宽,使挖槽内流速大小接近崩岸前流速,对维持挖槽稳定十分有效。     

二维潮流数学模型在航道通航条件影响评价中的应用

采用二维潮流数学模型分析论证跨越航道工程对航道通航条件影响,分析其对航道水流流态、流速及水动力轴线变化,尽量减少对航道现状通航条件影响,为下一阶段工程建设提供有利依据。     

赣江尾闾南支枢纽通航水流条件数值模拟研究*

拦河枢纽的施工和运营将显著改变河道的水流条件,对通航产生潜在的影响,因此有必要对枢纽工程不同时期的通航水流条件进行研究和评价。以赣江南支枢纽工程河段为研究对象,建立南支河段二维水动力数值模型,模拟施工期和运营期的河道水动力过程,分析枢纽工程对航道通航水流条件的影响。结果表明：各时期航道内流态相对平顺,不会对通航产生不利影响,在大部分流量工况下水流条件均满足通航要求;仅在施工一期10 a一遇工况下,临时航道有部分区域流速超过赣江航道通航流速控制指标（2.00 m/s）,长度约为2 000 m,流速最大值为2.54 m/s;在施工二期、运营期,河段航道内水流条件均满足通航要求。研究结果可为赣江南支枢纽通航安全和运行调度提供参考。     

湖南澧水武圣宫滩航道改道平面二维水流数学模型研究

湖南澧水武圣宫滩位于淞虎航线53 km航道内，是湖南省水路运输体系的重要一环，为提高其通航标准以及航运价值，对该处航道进行改道处理。着重分析河段的演变趋势和碍航特性，提出澧水武圣宫滩航道的改道方案。通过数值模拟试验，研究航道改道工程实施后，河段通航条件的变化情况，分析不同来流条件下及最低通航水位时的参数变化趋势，以及开挖航道的稳定性。数值模拟试验结果表明：方案实施后澧水武圣宫滩左汊开挖区水流条件及航道稳定性满足需要，河段航道改道在技术上可行，为类似险滩的治理提供可靠的理论依据。     

澜沧江望江楼段航道整治设计及整治效果数值模拟分析

针对澜沧江望江楼段航道左岸有浅滩凸入河心,枯水期航深、航宽不足,通航条件较恶劣的情况,先梳理了工程河段相关建设条件,根据工程河段规划等级对航道整治方案进行了详细设计,提出对弯刀滩(1#)和郝村滩(2#)进行炸礁清滩处理。然后借助Aquaveo.SMS软件对整治水位工况下,工程河段整治前后进行了数值模拟。模拟结果显示,整治后,工程河段1#炸礁区回流问题显著改善,2#炸礁区过水断面增大,有效航宽显著增加,河段流速下降,整个河段水流结构分布更为平顺,水流流向与航道中心线夹角均值下降到11.5°,流态有所改善,整个河段均满足四级航道通航尺度,满足设计要求。     

东江中游采砂对航道整治的影响*

东江中游横沥至沥口段航道连续出浅有待整治,而该河段同时又承担采砂任务。为探究在航道扩能升级工程已实施背景下河段采挖砂工程的的可行性,采用深度积分水动力学数值试验,研究航道整治方案和采砂规划同时实施后该河段水深、流速、水面线变化,并结合反馈信息调整航道整治方案。结果表明：在航道整治后实施采砂规划,会直接导致上游水位单调下降以及水流归槽流态恶化等问题,必须通过新一轮整治才能满足通航要求。整体来看,“十三五”采砂规划可以结合航道整治来实现,但将来在保障航道运输能力的前提下,东江河段已无规划采砂工程的客观条件。     

洪江枢纽扩建船闸下游通航条件试验研究

建立了洪江枢纽整体物理模型,对洪江扩建船闸布置及下游航道通航条件进行多方案试验。试验结果表明,坝址所在位置下游河势向右微弯,且逐渐压缩,扩建船闸闸室较长,引航道实体导流堤直线顺延后,导流堤对有效河宽造成大幅缩窄,引发船闸下游口门区斜流流速大、流态复杂,通航条件不能满足船舶安全航行要求。优化方案充分利用船闸下游弯道河段右岸河道存在大范围的缓流区,将下游引航道长直堤设置为折线型,减少导流堤对主河道过水断面的压缩,降低河道流速,改善口门区水流条件;同时顺应下游河势向右岸调整航线,达到了改善船闸下游航道通航条件目的。研究成果可为同类项目提供借鉴参考。     

弯曲河段船闸引航道通航水流条件模拟

弯曲河段船闸上游引航道口门区存在复杂的流态，如回流、斜流等。采用物理模型试验与数值模拟相结合的方法，通过改变节制闸调度方式对船闸上游引航道及口门区通航水流的水力特性进行研究。结果表明，当上游来流1 000 m3/s，节制闸开启中四孔最大横向流速及回流流速明显小于节制闸开启左八孔；当上游来流1 500 m3/s，节制闸开启中四孔最大横向流速及回流流速大于节制闸开启左八孔；流量一致情况下，断面测点流速分布差别较大；控制节制闸调度方式可以有效削弱回流及斜流效应，保证通航安全。     

三峡库区铜锣峡河段航道整治方案研究

针对三峡库区限制万吨级船队通航最为严重的急流河段-铜锣峡的航道整治工程,进行河工模型试验研究.采取炸除两岸的四处碍航石嘴,改善流态,调整流速分布,形成缓流航道,便利船舶安全航行的原则进行整治.经船模试验验证,推荐方案实施后,通航条件得到较大改善,可满足15 000 m3/s流量以下万吨级船队安全航行的要求.     

复杂心滩通航河段不同角度碛首坝对航道条件的影响*

长江上游河段多为基岩和卵砾石河床,常见心滩、浅滩及边滩等复杂边界碍航河段。由于工程实际需要及航道整治要求,经常存在采砂坑、开挖航槽、修筑碛坝等改变局部河道边界的情况。以长江上游占碛子河段为例,建立向右偏转0°、5°、10°碛首导流坝数学模型,分析表明:0°碛坝引起的水位壅高流速增幅和分流比变化均较小 ,对占碛子浅滩影响较小;5°碛坝对主槽分流比和航道通航水深及流速的优化更加明显,通航效果更优;10°碛坝对主槽通航条件的改善明显,对流场改变较大,引起了明显的河势演变。为长江上游复杂通航河段航道整治工程的设计和研究提供参考。     

平陆运河与沙坪河交汇河段通航水流条件试验研究*

平陆运河沿线支流众多且支干落差大,支流突发洪水对运河通航水流条件影响较大。选取入汇角度大、支干汇流比大、河底落差大的沙坪河入汇河段为研究对象,采用1  50正态河工模型试验,对沙坪河入汇河段通航水流条件进行系统试验研究。模型试验结果表明,受支流突发较大洪水和支干河底落差较大影响,运河航道内横向流速大且流态紊乱,加之支流口上游铁路桥限制,消能措施布置长度有限,不能达到较好的消能效果。分析认为主要问题在于支流洪水汇入运河后运河横向流速较大,因此治理方案主要解决“调顺水流+消能”的问题。在交汇处布置导流堤、透空消能墩、底部斜向透空式隔流堤,在支流内采取消力池、消力槛等消能措施并进行系列方案对比试验,发现优化方案Ⅲ的通航水流满足通航要求且不会对支流内铁路桥造成影响。     

湘江永衡三级航道潇湘枢纽船闸改造工程通航水流条件研究

针对湘江永州至衡阳三级航道改扩建工程中潇湘枢纽船闸改造工程建设对通航水流条件的影响,建立了工程河段二维水流数学模型,开展通航水流条件模拟研究。分析了工程方案实施后船闸上游近坝段航道沿程断面最大纵向流速、航道沿程断面最大横向流速、航中线纵向流速、航中线横向流速,讨论了不同流量条件下航道范围内纵向流速、横向流速分布特征。     

长江中游界牌河段已建航道整治工程效果分析

界牌河段航道整治工程实施后,航道条件明显改善,如河段中、洪水河势得到了初步控制,航道尺度和流速、流态基本达到了设计标准。由于整治工程实施时机偏晚,工程实施后过渡段位置偏下、河道过宽,主流在鱼嘴前沿摆动空间较大,过渡段航槽不稳定,主支汊易位。在两汊转化的过程中,过渡段进口易出浅。同时,河道内螺山边滩未得到有效控制,在螺山边滩下移过程中,鱼嘴工程受强烈顶冲,其稳定受到威胁,同时鱼嘴部分功能发生了转化,由防守型变为具有一定挑流作用的整治建筑物。     

重庆港果园作业区重大件码头对航道的影响研究

果园作业区重大件码头位于三峡变动回水区中上段,工程河段航道、通航条件较为复杂。本文采用二维水流数学模型对工程河段流场进行模拟,从水位、流速、河床演变及航道布置等方面来分析拟建码头对工程河段航道的影响。结果表明,工程对航道水流条件和河床演变影响较小,可通过调整航道布置和航标配布等措施来降低工程对航道布置的影响,以满足航道管理的要求。     

长江下游高港边滩演变趋势及其对深水航道的影响

随着长江南京以下12. 5 m深水航道落成洲和鳗鱼沙两个浅滩治理工程的实施,高港浅区段的外部条件发生变化。通过河床演变分析和数值模拟等方法预测10年末高港河段的航道通航条件,分析高港边滩演变趋势及对深水航道通航的影响。研究结果表明:未来扬中河段的河势基本稳定,高港边滩不会大幅度淤涨,也不易冲刷消失;高港边滩段中上段的航道条件能满足深水航道通航条件,高港边滩下段存在轻微碍航情况。     

弯曲河道桥区河段航道整治研究

在弯曲河道建设桥梁后,由于桥区河段水流与桥轴线法线夹角、航线流速较大、通航净宽不足等原因,常导致船舶撞击桥墩等海损事故的发生,同时由于弯道的演变也会对桥区航道维护产生不利的影响;研究此类桥梁碍航问题具有重要的工程现实意义。结合工程实际,研究了弯曲河道桥区河段桥梁碍航成因,提出了整治方法与整治措施,可供类似工程参考。     

广州市鱼珠～长洲岛过江通道工程通航尺度及技术要求论证研究

本次论证研究通过广泛调查工程所在区域的河床、航道、港口、航运、水文、泥沙、船型以及与本专题相关的大型船舶工业企业情况,实测工程河段的航道地形、航迹线和流迹线,结合二维数值模拟研究,论证比较各线位方案对通航的影响,从通航角度对隧道方案与桥梁方案进行优劣对比,并提出过江隧道的设置埋深、桥梁方案的通航净空尺度以及通航技术要求,为广州市鱼珠～长洲岛过江通道工程设计、审批和建设提供技术参考依据。