安康枢纽回水变动区重点碍航浅滩航道整治研究

针对安康枢纽回水变动区重点碍航浅滩段的河道特点,分析了柏果滩至雁子石滩河段在上下游枢纽运行前后的水文变化。采用定床水流河工物理模型的研究手段,研究了不受枢纽调节影响的天然状态水流特点和碍航因素。依据枯水期浅滩局部通航水深不足、水面比降较大等碍航因素,结合回水变动区航道整治原则,确定了相应的整治方案。通过一系列优化措施,使河段航道通航水流条件达到了Ⅵ级航道通航标准。     

东江沥口枢纽坝下游航道整治模型试验研究*

东江航道整治条件复杂,模型试验研究能够为航道整治技术方案的可行性提供重要技术支撑和依据。通过坝下游近坝段河床演变、水流条件分析及航道整治模型,研究不同整治方案的合理性与整治效果,提出航道整治推荐方案。结果表明：航道整治设计方案在设计流量下岚派浅滩、横岭浅滩以及观音阁浅滩下游段航道水深大于2.5 m,猛虎跳墙浅滩与观音阁上游段航槽水深小于2.5 m;推荐航槽整治方案,设计流量下航槽沿程水深均大于2.5 m,沿程水位降低值为0.77~2.26 m;各浅滩段局部采砂后,其上游水位均有不同程度的降低,局部航槽采砂后,航槽水深不满足2.5 m的要求。试验河段为采砂河段,而采砂对航道整治方案的影响较为敏感,东江沥口枢纽坝下游采用航道整治推荐方案,并严格控制河道采砂行为。     

安康枢纽回水变动区航道整治数学模型研究

安康枢纽回水变动区河段的通航水流条件既受上游石泉枢纽日调节影响,又受下游安康枢纽水库调度的影响。河道水流既有山区河流滩险水流特性,又有库区河道水流特点。同时,该河段为连续急流弯道段,研究难度大。文中采用平面二维水流数学模型的技术手段,研究回水变动区河段滩险整治工程方案。针对天然河道边界复杂等特点,研究采用正交贴体网格。在此基础上建立了平面二维水流数学模型。采用有限体积法对平面二维水流控制方程进行了离散。对安康枢纽回水变动区天然情况下的水位、比降及水流流速等进行了验证计算及分析,验证结果表明,所采用的数学模型和计算方法能够准确模拟枢纽回水变动区的水流运动特性。根据河段的河道特性、河床演变特点及碍航特点,提出了航道整治原则。在上述整治原则的基础上,对安康枢纽回水变动区河段滩险整治方案效果进行了计算分析,并提出了能够达到设计航道尺度的整治工程方案。     

松花江牤牛哨滩河段航道整治方案比选*

牤牛哨滩是松花江中游主要的碍航浅滩,该滩段河道水浅槽窄、滩口流急并伴随横流等碍航水流,严重影响船舶通航以及生态旅游航道的建设。针对此问题,采用二维水流数值模拟方法对牤牛哨滩河段的碍航水流特性进行研究,对比分析3种航道整治方案的效果。结果表明,采用复式断面航槽疏浚及生态闸坝建造的方案后,该滩段通航水深大于1.78 m,枯水期平均比降仅为0.29‰,平均消滩水力指标远小于2.06,流态良好,满足航道治理要求。研究成果可为该类滩险的航道整治方案选择提供科学依据。     

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。     

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。     

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。     

安康枢纽日调节不稳定流对下游航道影响及其治理研究

在深入细致地分析3个主要碍航滩险的滩险成因、碍航特点的基础上,结合物理模型和数学模型,全面完整地再现了安康枢纽以下19 km河段内水流运动规律,提出了河段内3个主要碍航滩险的整治原则.根据拟定的整治原则,研究中分别对3个主要碍航滩险进行了多方案的比较论证,所提出的推荐方案已用于施工图的设计.工程实施后,安康枢纽下游19 km河段内的航道得到了明显的改善,工程效果良好.     

山区河流弯曲分汊型河段航道整治方案

岷江下游沙卵石弯曲分汊河段较多,不同分汊河段的河势特征与碍航特征迥异,山区河流弯曲分汊型河段不同的航道整治措施将导致整治点位水文条件、底质组成和河道结构产生明显不同的变化,对航道整治点位通航功能的影响也有明显差异。采用1：100正态河工物理模型试验和自航船模试验相结合的技术手段,针对岷江下游霸王滩滩群弯曲分汊型航道整治措施进行研究,对山区河流弯曲分汊型河段航线选线、整治建筑物尺寸和间距等平面设计参数进行优化设计,提出岷江下游霸王滩群弯曲分汊型河段III级航道整治方案。结果表明,通过优化航线布置并结合坝体调整、复式航槽开挖、下游布设潜坝或填槽等工程措施,可以实现增加水深、改善水流条件的整治目的。     

凌津滩枢纽船闸下游近坝段航道整治研究

沅水梯级渠化最末一级凌津滩枢纽建成后,船闸下游引航道口门以下现行航道弯曲分汊、水浅流急、航道易淤积,船舶进出船闸困难,严重影响枢纽通航功能的发挥;在分析近坝河段航道碍航原因的基础上,通过水流和遥控自航船模、定床输沙物理模型试验,分别对左、右航线不同的工程整治方案进行研究优化;通过综合对比分析,废弃现行左线航道,选择右线开辟新航道,并针对存在的问题提出相关对策。     

艳洲枢纽下游近坝段航道整治研究

枢纽下游的枯水位下降问题是航道出浅的重要原因,也是影响船闸通航、制约航道等级提升的重要因素。在分析澧水艳洲枢纽下游近坝段碍航特性、枯水位变化及原因的基础上,采用二维平面水流数学模型研究了澧水航道升级整治过程艳洲枢纽下游近坝段的浅滩整治问题,包括工程整治方案、整治效果及对枯水位的影响。结果表明:艳洲枢纽下游近坝段河床比降大、枯水位落差集中,具有明显的"陡坎"及"陡比降"现象,若仅以疏浚方式进行航道整治,则将引起艳洲枢纽船闸下游的枯水位明显下降,在艳洲枢纽船闸改扩建中下游设计最低通航水位的确定应充分考虑枢纽下游高等级航道整治工程的影响。     

桂江旺村枢纽——河口航道整治水位变化分析

受人为采砂等多重因素的影响,桂江旺村枢纽～河口段河床不断下切,河道水位下降,造成局部浅滩水深不足碍航,该段航道整治工程实施后,如造成水位明显下降,将进一步加剧旺村枢纽门槛水深及沿程浅滩水深不足的问题。本文通过建立该河段一维水流数学模型,对整治工程设计方案实施前、后的水位变化情况进行模拟计算,分析了整治措施所引起的水位下降及其向上游传递规律,在此基础上,提出了整治工程推荐方案,为工程设计方案选取和优化提供参考依据。     

龙溪口航电枢纽工程施工期智能航道系统研究

针对龙溪口航电枢纽工程施工期所在河段不断航，且来往船舶多，临时航道通航环境复杂的情况，设计开发了施工期智能航道系统，该系统以电子航道图为显示基础，实现航道水位、流速流量和水深的实时监测、航标遥控遥测、船舶动态管理等功能，并提供共享与服务接口，系统的实施实现了对河道表面流速场的非接触、无人值守的实时测量，以及对航标、船舶的动态管理，提高了管理效率，保障了龙溪口枢纽工程施工期工程河段的通航安全。     

长江上游老虎梁险滩航道整治模型试验研究

长江上游老虎梁滩段是重庆—宜昌河段内的重点碍航滩险，近期发生多起海损事故，严重影响船舶通航安全及航运效益发挥。针对此问题，采用物理模型试验和船模试验的研究手段，在深入揭示老虎梁滩段碍航水流特性及行船安全问题的基础上，对不同航道整治方案实施后的水流条件、行船状态进行了对比研究。结果表明，方案实施能减弱不良流态对船舶安全航行的影响，综合分析比选后推荐了最优方案，为该滩段航道整治工程设计提供科学依据，也可供其它类似滩险的航道整治研究参考。     

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。     

韩江上游(梅江、汀江)航道整治工程试验研究

韩江上游梅江蓬辣滩、汀江青溪两日调节枢纽坝下游河道,由于电站无基流下泄,只能利用发电流量通航。该河段来水来沙条件复杂,为达到V(3)航道,因而需通过定床物理模型试验进行航道整治研究。利用恒定流验证非恒定流的方法,对模型进行了验证。然后,针对特殊来流条件下碍航特点提出整治方案,研究表明工程效果良好,且长河段全线挖槽和筑坝对水位的影响很少。这一研究为类似枢纽坝下通航提供参考。     

黄河银川段贺兰滩群航道整治方案研究

分析了黄河银川段贺兰滩群滩槽、浅滩变化与碍航特性。针对研究河段存在的河宽水散、槽窄水浅、弯曲半径小、主流频繁摆动等问题,确定了"因势利导,枯水整治,固滩稳槽,堵支强干"航道整治原则。建立了该河段航道整治物理模型,对整治工程方案进行了深入的试验研究。结果表明:该河段应低水整治,整治水位不宜过高。以固滩为主要目的兼具整治功能的整治建筑物,其整治水位采用设计水位以上0.5 m。推荐方案试验表明,工程后枯水期水流归槽,航道尺度达到建设标准,航道通航条件也有明显改善。     

嘉陵江草街—北碚段航道整治效果及补水需求分析

嘉陵江草街至河口段整治工程分期实施,部分滩段整治效果未及预期,通航条件仍然较差。针对嘉陵江草街至北碚段航道枯水期斑鸠背、二郎滩等滩段出浅碍航的问题,结合深度平均的平面二维水力学数值模拟和航道通航水流条件原型观测,分析研究河段各滩险的碍航特性及整治效果,提出重点滩段达到航道维护尺度的流量要求及相应保证率。研究结果表明:嘉陵江草街至北碚段航道近年来虽进行了系统整治,航道通航水流条件得到一定的改善,但受逐年地形变化影响,航槽内冲淤变化显著,目前已不能满足Ⅲ级航道尺度要求;在现状条件下,满足Ⅲ级航道尺度要求的草街最小下泄流量约为1 391 m~3/s。     

湘江大花滩航道整治方案优化及效果数值研究*

针对湘江渠化河段大花滩连续弯道滩险航道整治措施进行研究。采用非结构化网格,建立工程河段二维水流数学模型和船舶操纵运动数学模型。验证原型实测水位验证模型的可靠性后,计算得到了不同流量情况下工程河段的航道水深、流场以及船模操纵的舵角、漂角、最小航速等主要参数。结果表明：工程河段内不实施切嘴及整治建筑物也可通过优化航线、拓宽航宽并结合适当的疏浚、护岸工程措施满足通航标准要求。     

岷江老木孔航电枢纽工程施工期坝区通航方案及通航水流条件研究

老木孔航电枢纽是岷江干流下游乐山—宜宾162 km河段近期开发4个航电梯级中的第1级，其施工期的通航条件将直接关系到岷江乐山—宜宾段大件船舶运输。为保障施工期岷江航道畅通，施工一期采用左岸扩挖明渠临时航道通航。采用水工物理模型试验与船模试验相结合的研究方法，对施工一期第1个枯水期三江村左汊通航期枢纽坝区通航方案及通航水流条件进行系统研究，提出左岸扩挖明渠疏浚、明渠进口段布置、明渠下游出口及连接段布置推荐方案，以及相应的通航水流条件特征参数。结果表明：老木孔枢纽施工期坝区推荐布置方案通航水流条件良好，获得的最小和最大通航流量满足施工期通航要求。