导流墩改善口门区水流条件机理研究

船闸引航道口门区是船舶进出船闸的＂咽喉＂,受特殊边界条件的影响,该区域内产生有斜流、横流及回流等不良流态,对船舶安全航行造成很大影响。文中从理论上分析了口门区内不良流态对船舶航行的影响关系及导流墩削弱口门区内斜流和回流、改善通航水流条件的机理。结果表明,导流墩或导流墩与其他工程措施的结合应用是改善口门区水流条件的有效工程措施。     

大洑潭已建船闸下游航道通航水流条件改善措施研究

已建大洑潭船闸位于分汊河段江心洲侧。针对船闸下游引航道口门区斜流及回流较大、洲尾两汊汇流区斜流较大、船舶无法安全通航的问题,提出改善措施,并采用1∶80正态整体水工物理模型,对各整治方案进行验证。结果表明,推荐的适当延长船闸下游导航墙长度、洲尾新建顺坝的整治措施可以有效改善船闸下游通航水流条件。     

导流墩对狭窄连续弯道枢纽船闸引航道口门区水流条件改善规律研究*

依托湘江土谷塘航电枢纽工程,采用整体水工模型试验,着重介绍利用导流墩改善狭窄连续弯道枢纽船闸下游引航道口门区通航水流条件的研究成果.根据试验观测到的数据和水流现象,分析导流墩不同平面布置形式,包括导流墩数量、导流墩间距以及导流墩布置角度对口门内斜流角度、横向流速及回流等水力参数的影响,总结导流墩平面布置形式对狭窄连续弯道枢纽船闸下游引航道口门区水流条件的改善规律.     

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。     

湘江近尾洲二线船闸下游引航道口门区通航水流条件改善措施

湘江近尾洲枢纽二线船闸为升级改造工程,位置和轴线没有选择余地,下游引航道口门区的通航水流条件只能依靠优化开闸方式或修建导流墩来改善。采用1∶100定床正态河工物理模型试验,在充分认识常规开闸泄流方式下游引航道口门区水流条件的基础上,通过多种开闸泄流方式的组合试验以及导流墩布置数量、间距、角度等优化试验,提出常规开闸+边孔补流的泄流方式,或布设单墩长度20 m、走向与航线平行、间距20 m的3个导流墩,均可将通航流量提高到2 a一遇洪水标准。     

导流墩对急弯河道下游口门区水流条件的改善作用

针对口门区通航水流条件影响船舶航行安全的问题，根据急弯河道下游口门区特征建立概化数值模型，从导流墩数量、布置角度和相对间距3个因素对船闸下游口门区通航水流条件的影响展开研究。依托位于急弯河道的航电枢纽建立二维数学模型，对导流墩布置规律进行验证。研究结果表明，合理布置导流墩可以较大程度改善口门区水流条件，适当增加导流墩数量且当导流墩间距与长度等长时通航水流改善效果较强。导流墩布置方向与航线平行时，水流条件较优。     

麻石船闸改扩建工程下引航道优化布置数值模拟

融江麻石船闸改扩建工程下引航道位于右岸,规划航线偏向河心,下泄洪水斜冲引航道,造成口门区通航条件十分复杂。采取规划航线向右岸侧偏移、布置隔流堤、增加导流墩和改变导流墩轴向角等措施提出3个优化布置方案。建立麻石枢纽下游河道的整体二维水流模型开展仿真模拟,分析比较各个优化方案的口门区的通航水流条件,得出满足通航安全指标的最优布置方案。     

北江清远枢纽三线船闸通航水流条件及优化措施*

北江水运需求增长、航道扩能升级,拟在清远枢纽一、二线船闸基础上新建三线船闸并预留四线船闸建设空间。针对三线船闸左岸建设方案建立平面二维水流数学模型,研究引航道口门区及连接段通航水流条件及存在的问题。结果表明：1）在工况2～4（Q≥5 000 m3/s）,三线船闸上游口门区横流显著,大于0.3 m/s。2）船闸下游大燕河水流入汇直冲航道。工况3中大燕河流量为1 510 m3/s时,汇口处连接段横流超标、通航条件差。3）进一步对船闸方案进行优化试验后,采取上游口门区增设导流墩、下游大燕河口布置导流顺坝和导流墩、拓宽浚深大燕河口的措施,可有效改善横流。     

桃源枢纽船闸下游引航道中水期整治技术

桃源枢纽船闸位于江心洲洲尾,中水期枢纽两侧同时泄流,船闸下游引航道及口门区段存在横流和泥沙淤积等碍航问题,有必要通过工程措施予以解决。采用定床水流和定床输沙试验,研究不同中水期整治方案下,船闸下游引航道及口门区的水流泥沙条件。结果表明：1）左侧疏浚区能有效平衡右侧疏浚区的侧向引流作用,疏浚区宽度越宽,河段横向流速和泥沙淤积量越小。相较于直立墙结构,斜坡式石笼坝导墙能够有效避免末端回流的形成,进一步减小口门区横向流速和泥沙淤积。2）沿下游引航道口门区及连接段左侧布置疏浚区,疏浚宽度等于1.5倍引航道宽度,疏浚底高程26.44 m,同时采用斜坡式石笼坝延长左侧导墙200 m,可较好解决中水期河段碍航问题。     

瓦村枢纽下游引航道通航水流条件试验研究

为保证船闸口门区有利于通航的良好水流条件,采用整体定床物理模型对瓦村枢纽船闸下引航道及口门区通航水流条件进行研究。试验结果表明:受电站下泄尾水扩散及尾水渠出口右岸边坡挑流的影响,下引航道口门区水流流态较差,纵横向流速明显超标,不满足船舶安全航行要求。探讨了延长导航墙长度、扩挖尾水出口右岸边坡、增设隔流墩等措施对水流条件的影响,经模型方案比选及优化,确定了下引航道布置推荐方案,较好地解决了口门区横流较大的问题,使下引航道及口门区的水流条件满足船舶安全通航要求。     

长江宜宾—重庆航道浅滩整治措施分析

2003年以来长江宜宾—重庆段航道陆续按Ⅲ级航道标准进行了系统建设。建设过程中结合具体河势及碍航情况采取了单纯疏浚,顺坝与潜坝结合,疏浚配合丁坝、丁顺坝,疏浚、筑坝、护底配合等浅滩治理措施。结合实例对浅滩整治措施和效果进行分析。     

淹没阶梯形丁坝水流结构PIV试验研究

阶梯形丁坝在航道整治中应用广泛,但其水流结构研究仍不充分.基于PIV室内水槽试验,探讨阶梯形丁坝区无量纲纵向时均流速u+、紊动强度T+u、雷诺应力R+和紊动能E+的分布规律.结果表明:丁坝水流在纵剖面上可划分为顺流区、回流区和过渡区,丁坝内侧至一级丁坝坝头各剖面u+高速区位于坝顶上部,低速区和回流区位于坝顶下部;丁坝外...     

深水航道整治中新型结构淹没丁坝与水流相互作用

大型混凝土齿形丁坝首次应用于深水航道整治工程中,其与水流相互作用的影响并不清晰。通过理论分析与数值模拟的方法对新型丁坝的壅水特性进行研究,并通过与其它坝型结构对比分析了新型丁坝对过坝水流的影响,进而通过阻挡流量的表征方法对新型丁坝的水流力计算方法进行探讨。研究发现新型丁坝壅水公式能够较为合理地预测其壅水值,且由于基床的存在,新型丁坝对过坝水流的影响较小,同时,通过阻挡流量表征的水流力计算公式形式更为简便。新型丁坝的引入对长江沿岸水沙及生态平衡起到保护作用,其研究成果可为新型丁坝的设计及应用提供科学的理论指导,也对其他新型结构设计具有借鉴价值。     

顺坝坝头偏角及坝长布置对汊道分流比的影响

针对黑沙洲水道弯曲、分汊、多汊等特点,结合初拟的顺坝平面布置方案,利用二维数模分别计算在不同顺坝坝长及坝头偏角布置条件下黑沙洲水道各汊道分流比,通过分析不同布置条件下各汊道分流比的计算结果,总结汊道分流比变化的规律并得到平面优化布置方案。黑沙洲水道由南、中、北3个水道组成,其中南水道右槽为通航主航道,南水道右槽分流比的提高作为本工程航道整治成功的关键点之一,通过计算分析提出的坝长及坝头偏角布置可为整治平面布置方案的优化提供理论依据。     

长沙枢纽船闸下游口门区出口支流入汇段通航条件研究

长沙枢纽船闸下游引航道口门区连接段处于支流沩水入汇口。对于有支流汇入的连接段航道,其水流条件的优劣除与枢纽河段的平面形态、枢纽平面布置关系密切外,支流汇入角和汇入比往往起到控制作用。试验研究表明:保障支流入汇连接段通航安全,可采取筑堤导流和疏浚引流低水整治措施;在中、洪水期,通过加高河口导流堤高程的工程措施调整支流水流入汇角已经不经济,采取调整连接段船舶进出闸航行线路的非工程措施,可有效解决干、支不利遭遇下船舶安全会遇的问题。     

长江上游宜宾至重庆河段整治建筑物新结构研究与应用

为了进一步增强长江上游航道整治建筑物的稳定性和牢固性,减少以后工程的维护量,根据长江上游航道河床、水流特点,通过分析长江上游宜宾至重庆河段内整治建筑物的破坏形式以及破坏机理,提出了4种坝体新结构,以长江上游宜宾至重庆河段建设工程为依托,进行了新结构试验性应用,应用结果表明,4种坝体新结构整体稳定,较好的维持了整治效果,为其他山区河流的航道整治提供了技术借鉴。     

泄水闸调度方式对凸岸船闸通航水流条件影响的试验研究

针对弯曲河段航运枢纽船闸上游口门区出现大范围回流漩涡、引航道存在斜向流等不良流态的工程问题,采用正态整体水工物理模型试验的方法,对泄水闸不同调度方式对凸岸船闸上游引航道及口门区通航水流条件的影响进行研究。结果表明:对于船闸建在凸岸的航运枢纽,泄水闸开启远端闸门的调度方式可有效减弱口门区回流尺度及引航道斜向流强度,以保证通航安全。     

导航堤淹没式开孔对引航道通航水流条件的影响

导航堤开孔是改善口门区通航水流条件常见的工程措施,但开孔的同时加大了引航道内的流速,对船舶在引航道内航行和停泊构成影响。采用概化物理模型试验,研究了导航堤不同开孔位置、开孔率和不同孔口淹没水深条件下对口门区和引航道内通航水流条件的影响,结合国内外的有关研究成果,提出了开孔的布置原则,为工程设计提供参考。     

弧线导航墙改善船闸引航道口门区水流状态试验

对弯曲河道船闸下游的引航道设计形式进行试验研究,提出引航道采用弧线型设计较之直线型设计能有效减小口门区横向流速、纵向流速,改善水流状态.并讨论了弧形导航墙张角的大小和弧度的大小对下游口门区水流状态的影响.