潜坝在川江航道整治中的应用

简介潜坝的设计计算要点，及潜坝应用在川江小南海、小米滩、钓鱼咀等整治工程实例。     

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程 通州沙河段齿坝方案研究*

为了成功实现12.5 m深水航道由太仓上延至南通的预定目标,拟对通州沙河段洲滩关键部位进行必要的工程整治,整治措施主要包括修建潜堤及齿坝.为了明确通州沙河段整治工程各齿坝的功能定位,采用SWEM2D模型建立了覆盖通州沙河段的平面二维潮流数学模型,通过研究工程实施前后周边流场变化情况来确定整治工程各齿坝工程的功能,为最终方案设计提供科学依据.研究结果表明,通州沙河段整治工程上游5根齿坝主要以固滩稳槽为主,下游3根齿坝则以导流增深为主,结合潜堤工程的修建,工程对于通州沙航道困难段整治主要以减小狼山沙窜沟分流、增加航道困难段落潮动力为主.     

阶梯型潜丁坝纵断面结构型式优化研究

潜丁坝工程是航道整治工程中较为典型的整治建筑物类型之一。本文通过水槽概化模型,对纵剖面面积基本相同、坝顶呈阶梯状变化的不同断面结构型式的潜丁坝的水力特性和冲淤特性进行了研究,通过分析不同阶梯状潜丁坝和平坡丁坝对断面水流结构和周边河床局部冲刷变形的影响,以及不同潜丁坝在改善流速分布和流态方面的差别,特别是潜丁坝坝后的冲淤变化,对潜丁坝纵断面结构型式的优缺点进行了分析。研究成果对潜丁坝在航道整治工程设计应用具有一定的理论价值。     

水位下降对三江下航道影响及治理措施

通过对葛洲坝建坝后宜昌站的水文条件和三江下引航道泥沙冲淤变化分析,得出宜昌水位下降和设计流量下三江现有通航水深及通航能力,对潜坝的局部损失系数、壅水特性、潜坝间距及个数对水位、流速的影响等方面进行了研究,首次提出了计算潜坝群壅水的不同方法,并对整治效果进行了计算。     

护底余排作用下潜坝下游局部冲刷深度计算研究

潜坝下游冲刷主要由于越堤水流在堤后形成强紊动涡旋水流,并淘刷床面引起。冲刷坑最大深度与坝高、水深以及护底余排宽密切相关。根据水槽试验结果,分析了不同影响因素下潜坝下游的冲刷变化,并提出了考虑护底余排作用下的潜坝坝身下游最大冲刷深度计算式。结合长江下游黑沙洲水道航道整治工程中护底余排作用下潜坝的实际冲刷深度资料,对文章研究中提出的冲刷深度计算式进行了验证。验证结果表明:在考虑余排宽度的条件下,按照该公式计算得到的局部冲刷深度与实测值基本一致。     

潜坝壅水规律研究

潜坝的壅水效果是水流经潜坝作用后一部分动能向势能转化的结果,不同条件(糙率、底坡、纵断面形状等)下潜坝水位壅高值与潜坝阻挡面积比率关系密切。采用理论分析与水槽试验相结合的方法,首先分析了潜坝的壅水机理,并在水槽中进行了不同底坡、流量、坝高、坝体结构对水位壅高及流态的试验,建立了水位壅高值、局部阻力系数与阻挡面积之间的经验关系式,引进了应用于天然河道的有效阻挡面积修正系数β,并对公式计算结果与天然实测值进行比较,验证了经验关系式的合理性。     

基于声学相机的水下潜坝三维信息重建试验研究*

针对潜坝在水下毁坏情况难以实时监测的问题,引入声学相机对水下潜坝外形进行实时监测。基于声学相机的映射原理,提出采用多视角声学图像,建立多视点高度弧,并依据视点间约束关系,确定潜坝外形特征点三维信息的方法。结合该方法,开展室内潜坝模型外形特征点三维信息重建试验,结果表明：基于4个视点的声学图像重建的水下潜坝模型外形尺寸误差在0.8%~8.6%范围内,将该设备及方法应用于潜坝外形水毁情况实时监测具备实际可行性,可为航道部门进行整治建筑物维护提供可行的参考及思路。     

川江鲤鱼碛河段航道整治数学模型研究

长江上游鲤鱼碛滩为洪水分汊、枯水浅、险的弯曲河道过渡段浅滩,河床边界与水流条件复杂。采用贴体正交坐标系下的平面二维水流数学模型,可较好地模拟研究河段的水流条件。通过多方案计算,优化了鲤鱼碛建岛尾坝、右岸深槽潜坝的工程整治措施,推荐方案合理可行,可为类似工程提供参考。     

深水大流速条件下和畅洲水道潜锁坝损毁特征分析

航道整治工程中常使用潜锁坝来调节汊道分流比，一般由坝体和护底余排两部分组成，由于潜锁坝横跨深水大流速的汊道，对水流的调整作用明显，易引起河床局部剧烈冲刷，河床变化反作用于建筑物结构，导致局部变形甚至损毁。本文选取和畅洲水道左汊的两座潜锁坝为典型案例，采用实测资料结合水流模拟分析的方法，研究了建筑物实施后的效果以及建筑物发生变形的部位和局部损毁情况，探讨局部损毁的特征和原因。结果表明：坝体基本完整，变形主要发生在护底的余排边缘，排体损毁部位与建筑物附近冲刷较为剧烈的位置相对应，损毁原因主要有洪水期河道深槽主流冲刷、坝体变坡区下游水流紊乱淘刷和特殊水文年长时间洪水作用加速排体损毁3个方面。     

航道整治建筑物薄壁大圆筒结构水槽试验研究

基于薄壁大圆筒结构在国内外沿海港口码头和防波堤工程中研究及应用现状,设计一种薄壁大圆筒结构坝。采用水槽试验的技术手段,研究大水深、大流速情况下坝体稳定性和抗倾临界条件,得到无充填、充填天然沙及带基座的充填薄壁大圆筒结构在水深34 m条件下抗倾流速分别为2.90、3.18及4.95 m/s,认为其能满足不同河流的航道整治建筑物稳定要求,可作为丁坝、顺坝、导流坝及潜坝等多种结构形式在内河航道整治工程中推广运用。     

长江上游航道整治建筑物维修技术探讨

本文重点探讨长江上游航道整治建筑物的技术等级情况,丁坝、顺坝、潜坝、锁坝常见损毁部位及类型,分析钢筋混凝土坝面、钢丝笼结构、抛石结构、扭王字块结构优缺点及应用情况,并对长江上游航道整治建筑物维修进行了阐述。     

塑料土枕潜坝的设计和施工

塑料土枕作为水中筑坝的主要材料在工程中的应用尚不多见,本文提出了塑料土枕潜坝的设计、施工方法,在江宽1000m以上、水深50m以上、流速3m/s以上的长江主汊道———镇扬河段上成功实施,取得了较为满意的工程效果,对今后类似工程建设具有积极的借鉴作用。     

护底余排防护条件下潜堤堤身下游局部试验研究

为保证航道整治建筑物结构稳定,护底是工程结构设计的关键,而护底余排合理宽度的确定取决于整治建筑物附近局部冲刷坑的深度与范围。本文采用概化水槽模型试验,研究了余排宽度、水流条件、建筑物尺度、坝头前沿排边流速增量等因素对潜坝下游局部坑冲刷的影响,根据试验实测资料,建立了考虑余排宽度影响下潜坝下游最大冲刷深度计算公式。     

船闸引航道口门区通航水流条件改善措施

为解决水利水电枢纽及渠化工程中船闸引航道口门区的通航水流条件 ,各国学者同仁研究了多种改善措施 ,它们是堤头型式、堤身开孔、丁坝、潜坝、导航堤长短、及泄水闸导流方式等     

船闸引航道口门区的水流条件问题的研究现状

为解决水利水电枢纽及渠化工程中船闸引航道口门区的通航水流条件,各国学者同仁研究了多种改善措施,它们是从堤头型式、堤身开孔、丁坝、潜坝、导航堤长短、及泄水闸导流方式等,本文对此进行了综合论述。     

三峡施工期葛洲坝通航水位工程措施研究

通过葛洲坝下游宜昌河段的水文资料分析 ,提出了三峡工程施工期间 ,葛洲坝三江航道将面临断航的威胁 ;在定床实体模型上 ,进行了整治工程方案试验研究 ,提出的潜坝整治方案可基本解决三峡施工期的通航水深问题     

长江中游蕲春水道航道整治工程方案

通过对长江中游蕲春水道河床演变及碍航特性的分析,利用河工模型试验对6.0 m水深航道整治工程方案的整治效果进行研究,确定了蕲春水道整治工程方案,由李家洲边滩1道潜坝、3道护滩带、高滩守护和左岸护岸加固工程组成。研究结果表明,本工程的影响只局限于工程区域及附近,对总体河势、防洪、堤防等外部环境影响较小,左岸护岸加固工程进一步增强了左岸岸线的稳定。研究为复杂外部环境下航道整治工程方案设计积累了一定经验。     

三峡施工期宜昌河段水位下降与整治措施

根据三峡水库下泄曲线,在动床模型上,预测了三峡不同运用阶段宜昌河段冲淤变化和水位降落情况;研究了防止河床冲刷的工程方案。结果表明,潜坝方案能够满足三峡不同运用阶段的葛洲坝三江下航道通航水位要求,该方案经济可行,效果显著。     

左江山秀船闸改扩建工程引航道通航水流条件*

对于通航水流条件而言，在急弯河段上修建船闸改扩建工程面临诸多难题。依托广西左江山秀船闸改扩建工程，建立该河段整体二维水流数学模型，分析对比各方案引航道通航水流条件。结果表明：采取合理的凸岸开挖、凹岸潜坝和分水隔墙布置等综合措施可有效改善通航水流条件。     

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。