山区性河流水面线计算的改进

山区性河流经过高、中山地,穿越深浅丘陵地带,由于山区性河流宽窄变化剧烈,河底起伏不平,浅滩与深潭相间,流态复杂,使得水面线的计算存在着很多困难,采用平原地区河道水面线的计算方法进行计算时有时会出现下游水头比上游水头大或者糙率,局部损失系数变化较大,为了克服这些困难人们使用虚糙率(负糙率)和扣除死水等方法.文中着手对动能修正系数进行改进,并且提出了综合局部系数,避免了使用虚糙率物理概念上解释困难和扣死水操作复杂.考虑到在计算时糙率、局部损失系数或综合局部系数很难确定,文中采用改进的遗传算法对其进行优化,并在实际的计算中取得了较好的结果.     

规划枢纽库区设计最低通航水位计算分析

以西南水运出海北线通道航道建设工程为依托,综合分析多个已建库区多年实测水位资料,得知枢纽成库后综合糙率将有所减小,在接近设计流量时成库后综合糙率与成库前糙率比值为0.862。将上述成果运用于洋溪、梅林等规划枢纽库区沿程设计最低通航水位计算中,与实际较为符合。     

基于Flood Area模型的模袋混凝土衬砌渠道糙率系数优化方案初探

本文以河套灌区建设一分干模袋混凝土衬砌渠道为研究对象,引用Flood Area模型,将糙率系数的设置做区分化处理;对渠道区域进行划分和赋值,在经验参数的基础上,结合建设一分干模袋混凝土衬砌渠道实际情况,设置栅格糙率系数,增加糙率系数的精度。结果表明:考虑模拟中糙率系数的动态性以及渠道糙率系数较坡面糙率系数更为复杂的特点,将糙率系数的设置做区分化处理,改进后的方法简化了率定流程,以解决模拟流速普遍偏低的问题。利用高程与糙率系数的函数关系,以较全面、真实地仿真模拟模袋混凝土衬砌渠道的流场。     

凝水系统水位调节阀流量系数特性研究

水位调节阀作为汽轮机凝水系统的重要组成设备,其开度的变化会改变阀流量系数以及整个系统的阻力特性。为研究不同工况下水位调节阀的工作特性,通过伯努利方程,对调节阀流量系数进行公式推导,得到调节窗口面积比对流量系数的影响及变化规律。通过数值模拟手段研究水位调节阀的流量系数,分析不同压差、不同开度对流量系数的影响,通过公式计算及数值模拟结果的对比,验证计算方法的正确性,并为数值模拟计算流量系数的方法提供理论支撑。采用本次计算所得流量系数对凝水系统进行计算,得到了较好的计算结果。     

HEC-RAS模型在分汊河道设计最低通航水位推求中的应用

HEC-RAS一维数学模型可用于恒定流和非恒定流计算,常被应用于降雨径流、河流水动力、洪水过程分析等领域。以岷江航道(乐山段)灾后重建为例,根据河道实测地形,实测分流比以及实测水边线,采用HEC-RAS模型对该段河道水面线进行率定与分析计算,研究HEC-RAS模型在分汊河段设计最低通航水位推求中的适用性。结果表明：HEC-RAS模型在研究区率定结果良好,有较好的适用性,且能为分汊河道的航道整治提供经济有效的技术支撑。     

河道二维数值模拟糙率横向分布研究

糙率是河道对水流阻力大小的描述。文中系统地总结了推求糙率的各种常用方法,分析了糙率沿河道横断面分布的非统一性。采用横断面各个垂线能坡相同的假定原理,利用谢才—曼宁公式,推导出了断面糙率再分配函数。通过点绘多条河流不同河型的不同断面形态的实测水文资料,建立了可应用于平面二维水流数值模拟中阻力沿河宽分布的经验公式,将得到的断面糙率再分配函数应用到对应的河段的平面二维流场数值计算中,计算结果与实测结果吻合良好,解决了计算流速与天然实测流速断面分布不一致的问题,提高了水流二维数值模拟的精度。     

青山枢纽船闸上游口门区通航水流条件优化试验研究

针对澧水青山枢纽在上游口门区受到弯曲水流、分汊河道地形、口门区水流断面的突扩和缩小及流量等水流问题,采用定床物理模型试验方法对上游口门区水流条件的改善及影响因素进行研究,并提出改善水流条件的优化措施。结果表明,在上游口门区原设计方案及改善方案1条件下不能满足通航水流条件;根据方案2的布置,在上游口门区无错口地布置3个导流墩,且对右汊河道进行疏浚至43.0 m时,能够较好地改善上游口门区的水流条件,且船闸口门区在设计通航水位下的水流条件均能满足船舶安全通航的要求。     

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MIKE21 FM模型的分汊河道治理研究

本文基于MIKE21 FM对大唐湘潭发电有限责任公司取水口处分汊河道治理进行数值模拟,经过对多个整治方案的模拟预测,在保证左汊航道足够通航水深,增加右汊流量满足电站用水需求的基础上,选出既经济又合理可行的优化整治方案。结合河道水位与流量观测,对数值模型进行验证和参数率定,并对工程整治效果进行验证分析。结果表明,模型计算结果与工程实施前后实测值基本吻合,所建模型能合理地反应出分汊河道分流比和水位变化状况,可为河道治理方案优化及实施提供科学依据。     

涪江潼南航电枢纽工程断面模型流量系数试验研究

为研究泄水闸在不同流量和不同上下游水位条件下泄流能力,进行断面模型流量系数试验研究,为工程的后续设计提供科学依据。     

长江南京以下深水航道设计最低通航水位初析

长江南京以下深水航道地处感潮河段,如何计算设计最低通航水位是航道建设技术论证的首要工作。通过初步论证分析,得到一些基本认识：对于南京以下河段,现行航道水深起算基面不能视同为设计最低通航水位、不宜轻易调整航道水深起算基面、设计最低通航水位宜统一采用海港方法计算并根据水文条件变化作必要调整、个别河段航道设计水深需大于12.5 m。     

航槽三维流动的数学模型

本文提出了一种模拟挖槽内三维流动的数学模型.该模型将压力分解为动水压力与静水压力之和.由控制体积法导出三维偏微分方程的离散格式.采用Patankar和Spalding提出的压力校正法求解动水压力场.然后求解水位控制方程.用最新求出的水位替代压力校正法中的水位.如此循环迭代直至收敛.该模型无须采用“静水压力假定”和“刚盖假定”.能够模拟不可压缩流体含自由表面流动问题.利用该模型计算得到的挖槽内流速分布与水槽试验值吻合.此外,本文还计算了相当于天然情况各种水深、各种挖深比、各种挖槽底宽下挖槽内的流场.     

基于熵权-TOPSIS-灰色关联的航道宽度设计结果评价*

通过对国内外3种不同的航道宽度设计规范进行分析对比,从通航安全和效率的角度建立综合评价指标,旨在 对不同的航道宽度设计结果进行排序,为航道宽度的合理设计提供借鉴。建立熵权-TOPSIS-灰色关联度综合评价模型,采 用熵权法获取各指标的客观性权重,分别获取备选方案与正理想解和负理想解的正、负灰色关联度,综合得出各方案的灰 色关联相对贴近度,从而进行方案排序与优选。并假定评价环境,对3种不同的设计规范进行了实例分析与评价,从安全、 效益和综合水平上给出了各规范在假定环境下的设计效果排序情况。评价结果基本符合实际情况,可以对航道宽度设计规 范的进一步研究与发展提供一定的基础。     

长江下游安庆水道航道条件与整治方案

近期安庆水道的河床演变表明,安庆水道进出口狭窄、中间开阔,河心洲滩发育,进口主流居中。目前的河势有利于新中汊的发展,左汊航道条件有向不利方向发展的趋势。因此,需要对安庆水道实施航道整治工程,确保航道达到6.0 m×200 m×1 050 m的标准。采用二维水沙数学模型,首先,进行了控制守护方案的计算,计算结果分析表明护底带和潜坝能够较好地限制新中汊分流;其次,进行了各整治方案的计算,经过对比分析和综合考虑,提出了航道整治控制守护推荐方案;再次,对推荐方案实施的航道条件变化进行了系列年计算、分析,研究结果可供工程建设参考。     

饶河鄱阳湖湖区航道整治疏浚方案

在对饶河湖区航道情况及碍航浅滩特性分析的基础上,建立研究河段的一维水流数学模型,利用实测资料进行模型验证。运用数学模型计算设计流量条件下的湖区航道各浅滩段航槽疏浚深度的关键参数及工程前后的水面线变化,分析工程后的水动力条件变化及航槽断面流速变化。结果表明,工程后研究河段水位下降,河段水力比降减小,湖区浅滩段航槽断面平均流速减小,双港下游河道段流速增加。采用规范公式计算航槽疏浚后湖区各浅滩段航槽的年回淤厚度,研究结果可供设计单位参考。     

虾峙门外航道超大型船舶富余水深的研究

虾峙门外航道是进出宁波港的必经之路,但航道中有一段１７．５ ｍ 的浅水航段影响了超大型船舶进出宁波港,本文从理论上计算出保证超大型船舶在虾峙门外航道安全航行所需要的富余水深,从而为港口管理部门确定该航道的通航标准提供依据,最大限度地利用宁波港的水深资源     

船闸引航道水力与停泊条件的分析

随着船闸水头提高,闸室尺度加大,阀门快速启闭,输水流量大,引航道的水力条件成为控制因素。因此,根据规范要求,采用计算分析、对比和论证的方法,根据船闸水头、尺度及运输条件,计算分析闸室与引航道停泊条件的差异,相同航道等级不同闸室尺度引航道停泊条件等。结果表明:随着船闸水头提高与闸室尺度的加大,应重视引航道的水力条件;引航道断面设计不只与船型尺度有关,应与输水流量联系起来;当引航道船舶(队)不满足停泊条件时,有一系列改善措施,可供选择应用。     

上海洋山港区和进港航道水域泥沙特性及回淤分析研究

对拟建的上海洋山港港区和进港航道水域泥沙特性和自然条件进行分析 ,并利用淤积计算式计算几种设计方案的港池、航道年淤强和回淤量     

升船机船厢出入水中间渠道内水力特性试验

船厢出入水在中间渠道内产生非恒定波流,属于浅水长波,在其未反射之前具有引航道的水力特性;反射以后形成往复的振荡波;浅水长波在传播的过程中,在某种条件下也有短波现象。试验研究了船厢不同出入水速度、渠道不同宽度和水深时与渠道内水力要素的关系,同时分析了渠道内的通航条件。     

高良涧双线并列船闸下游引航道水流特性研究

高良涧扩容船闸和二线船闸并列布置,且共用引航道,下游较短范围内引航道与苏北灌溉总渠交汇,其下游引航道水流条件受双线船闸相互泄水及苏北灌溉总渠泄流的影响变得十分复杂。采用二维水流数学模型计算和分析的手段,进行高良涧船闸各种典型水位组合及运行方式下的下游引航道水流条件的研究,针对存在的水力学问题,结合高良涧船闸的特点,提出便捷有效的工程措施--格栅式分隔堤,研究成果可供工程设计和运行管理参考。