新疆某引水枢纽工程导流堤工程设计

导流堤又称导水堤或引水坝,用以平顺引导水流或约束水流的建筑物。在不稳定河道上,为保证灌溉取水,常采用导流堤式渠首。在某引水枢纽工程上游左右岸修筑导流堤,通过水力学计算推求河道水面线,并以此确定堤顶高程。为防止水流冲刷,对导流堤冲刷深度进行计算,确定防冲深度。该工程实施以来,运行效果良好,说明文中采用的计算方法安全可靠,可为类似工程提供参考。     

深圳机场跑道工程水域潮流泥沙数值模拟研究

为定量评估深圳机场第三跑道扩建工程建设方案对附近水域和地形的影响范围和影响程度,基于数值水流模型和泥沙输运模型对珠江口开展整体建模,并对工程局部进行精细分析计算。结果表明:水动力影响范围限于工程上、下游和西侧2 km范围。工程西侧水域流速有所增加,工程南、北两侧水域流速有所减小;工程方案实施后沿江高速沿程水域的水体含沙量会略有减小,因此工程外海堤西侧呈冲刷趋势,局部最大冲深0.63 m,平均冲刷0.15 m;除此以外,工程周边水体含沙量的变化幅度较小,工程区海域含沙量仍在0.05 kg/m3左右。     

新建桥墩对整治建筑物影响及守护措施研究

拟建南纪门轨道专用桥桥墩距离下游整治建筑物最小距离仅24 m,桥墩建成后将对整治建筑物自身稳定产生一定的不利影响,进而可能影响该河段航道整治效果和既定整治目标的实现。采用二维水流泥沙数学模型,计算桥墩建成后水沙条件变化,并对提出的联合守护方案效果进行分析。结果表明：桥梁建设对工程河段航道的通航水流条件影响较小,但会造成桥墩、直立式挡墙前沿和丁顺坝坝头等区域产生局部冲刷,影响桥墩、挡墙及Z^#₁丁顺坝自身的稳定性;联合守护方案实施后,局部冲刷范围明显减小,冲刷强度显著减弱,保障了整治建筑物和桥梁的稳定性,确保航道整治工程原设计功能的正常发挥。     

三维数值模拟在斗湖堤水道护岸工程设计中的应用

在对斗湖堤水道河床演变特性进行深入分析的基础上,建立了三维水流数学模型,根据整治目标和治理思路,对该河段整治方案的效果进行了三维局部定床研究,主要是对工程局部水流流速流态进行计算,并对各流量级下水流强度及切应力的平面分布进行分析研究,给出了工程守护范围内冲刷强度的变化情况,研究成果为护岸工程设计及优化提供参考依据。     

整治建筑物周边局部冲刷深度计算

针对现有局部冲刷深度经验公式多、适用范围小、计算结果与实际出入较大的问题,从冲刷机理上推导出通用的局部冲刷公式,并根据实际情况进行修正和确定相关参数。结果表明,整治建筑物周边局部冲刷深度主要与工前水深、工程前后流速变幅、水流紊动强度、流量调整情况等有关;冲刷公式中参数k、λ、n的取值对计算结果影响较大;修正后的公式与规范相比具有一定优势。     

取水工程对港内水流条件及泥沙回淤的影响

针对取水工程对港池内水流及泥沙影响问题,以黄骅港综合港区港池取水工程为例,通过在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上建立三维数学模型的方法,从潮流、泥沙角度分析各取水方案对港池内水流条件和泥沙回淤的影响。结果表明:取水工程实施后整个港池内流速均不大,除取水口外,流速均在0.1 m/s以下。取水工程不会造成周边水域泥沙场的改变,对进港航道及港池淤积影响不大。取水工程实施后在设计最大取水流量范围内不会影响港口的正常运行。     

东海大桥桥墩冲刷防护工程护底结构稳定性试验研究

东海大桥是上海国际航运中心洋山深水港工程的重要组成部分。据实测显示,自大桥建成后,部分桥墩周围发生了明显的局部冲刷现象,最大冲刷深度已达到或稍超出设计时预估的冲刷深度。为确保桥梁安全运营,对桥墩实施防护工程是非常必要的。文章采用物理模型试验方法,研究了波浪和水流组合作用下典型桥墩防护方案护底结构稳定性。研究结果表明:100 a重现期波浪(H_s=5.12 m,T=10.5 s)与最大可能流速(1.98 m/s)共同作用下,对底床形成有效防护需要25 000个钩连体,对于混凝土联锁块软体排方案,需要辅助压脚结构,其中网箱石笼结构的受力性能好,材料利用率高。     

桩承台桥墩基础局部冲刷数值模拟研究

为研究桩承台桥墩基础局部冲刷机理及其局部冲刷影响特性,本文采用CFD软件建立三维水沙动力模型研究了矩形与梯形承台桩承台桥墩基础在不同承台高程下的局部冲刷特性。同时,采用HEC-18公式对矩形承台桩承台桥墩基础局部冲刷深度进行计算。研究结果表明：不同承台高程下将影响桩承台桥墩基础最大局部冲刷深度,且不同承台形状对周边水流产生不同的影响,说明承台在桩承台桥墩基础局部冲刷中具有举足轻重的作用,而HEC-18公式计算结果同样说明随着承台高程向泥面靠近,承台部分对局部冲刷深度贡献增大,且梯形承台桩承台桥墩基础增加及影响更为显著。     

波流共同作用下大型桥墩周围局部冲刷实验研究

桥墩周围局部冲刷深度是跨海大桥基础设计的重要参数。采用系列模型试验方法,对具体工程大型桥墩在水流和波流共同作用下的局部冲刷分别进行研究,提出了冲刷坑形态和最大冲刷深度,供工程设计参考。同时,通过单向水流和波浪 水流两种情况冲深结果比较,指出在预测波流共同作用下的大型桥墩局部冲深时,不应将两种动力条件进行简单的迭加,而应具体问题具体分析。     

高桩码头桩基局部冲刷研究

建在海洋环境中的高桩码头,桩基础改变了水质点移动的路径和水流剪切力,可能产生海床土颗粒的运移或冲刷,这样的冲刷会给结构和基础的稳定性带来威胁。采用国内外5种常用公式,对高桩码头局部冲刷进行计算,并与工程的实测值进行对比分析。结果表明,将波浪和潮流进行叠加,得到波流共同作用的流速,再运用韩海骞和JS公式计算拟建工程区的桩柱局部冲刷深度是可行的。     

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。     

长江南京以下12.5 m深水航道一期工程白茆沙水道工程局部冲刷试验研究——Ⅱ：模型试验*

采用局部正态模型对长江南京以下12.5 m深水航道一期工程白茆沙水道工程进行了局部冲刷试验研究,试验结果表明:1)白茆沙水道工程S1丁坝、S2丁坝、S3丁坝以及南侧围堤堤头等附近易产生较严重的局部冲刷,应重点防护;2)优化方案不仅防护效果好,而且护排布置合理,能同时满足工程安全和节约投资的需求.     

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。     

淤泥质海床上人工岛水流冲刷试验

港珠澳大桥人工岛局部冲刷是大桥工程设计亟待解决的关键技术问题。在现场资料分析与物理模型验证的基础上,采用正态系列模型延伸法,在潮汐宽水槽中研究了淤泥质海床上人工岛周围流态变化和局部冲刷的发展过程。研究结果表明,在洪季大潮情况下,东、西人工岛最大冲深分别为10.3 m和9.0 m,冲刷坑集中在岛桥结合部和隧道防护段及防撞墩附近;最大冲刷深度与人工岛的几何形状、流速、工程水域的沙土特性以及水深等相关,冲刷坑的平面形态则与岛型、水流夹角、涨落潮流速差以及潮流历时有密切关系。     

水流夹角对群桩局部冲刷影响试验研究

水流夹角对大型、超大型群桩的局部冲刷影响研究至今仍为空白。通过宽水槽试验,对梅花形大型桩群进行了水流夹角对局部冲刷影响的研究,得出不同水流夹角情况下的冲刷形态和由此产生的桩群夹角增深系数。为工程设计及规范中涉及局部冲刷条文的修订提供参考。     

华能营口电厂取水工程的流场数值模拟

华能营口热电厂取水工程二维水流数学模型采用嵌套网格的差分格式进行模拟计算,分析了不同取水位置对流场的影响。计算结果表明,该方法对取水口所在水域具有足够的网格分辨率,能够满足大范围海域边界条件验证的要求和工程所在河口水域流场的特征,同时又能满足工程局部水域计算精度的要求,具备边界控制准确、地形概化灵活、模拟精度合理和运算效率高等优点。     

群坝局部冲深计算试验研究

通过试验研究群坝局部冲刷问题 ,对群坝和单坝的水流现象进行了比较 ,分析了群坝局部冲刷与单坝局部冲刷的区别以及水流、坝距、坝长等因素对群坝各坝坝头局部冲刷深度影响 ,并根据试验资料提出了冲深计算公式。     

双向流桥墩局部冲刷计算分析

文中针对潮流作用下的桥墩冲刷深度进行分析探讨,通过对闵浦三桥水中墩的局部冲刷深度进行计算分析,选取较为合理的局部冲刷深度作为双向水流作用下的桥墩局部冲刷深度,为工程设计施工提供参考。     

弯曲航道水流特性及岸坡稳定性研究*

对某段弯曲航道水流进行三维数值模拟,简要分析了弯道水流特性,并将弯曲航道水流淘刷作用耦合于岸坡稳定性二维数值模拟中,量化水流淘刷对岸坡稳定性的影响,在此基础上计算不同冲刷深度下的岸坡稳定性。结果表明：高水位情况下岸坡受环流淘刷作用的影响更大;冲刷深度越大,岸坡稳定系数越小;当冲刷达到一定程度,岸坡局部发生崩塌从而降低整体稳定性。     

连云港港扩建对田湾核电站取水影响及措施研究

基于TK-2D软件建立了连云港港和田湾核电站海域的潮流泥沙数学模型,在对模型进行验证的基础上,对连云港港口扩建(旗台港区3.5 km规划)方案对田湾核电站已建取排水工程的影响进行了数值模拟研究,计算了取排水明渠口门附近岸滩的冲淤变化及取水口设计水深等深线的位移。针对连云港港扩建造成的影响,对田湾核电站取水工程2种措施方案(即取水明渠向东延长方案和取水明渠及拦沙防波堤同时向东延长方案)的泥沙冲淤进行了研究,并采用常用的经验公式进行了校核。研究结果表明:(1)连云港港口扩建后,己建的田湾核电站取水明渠口门附近水域形成了泥沙淤积环境,滩面将会淤高,设计的取水口门水深等深线将会外移1402 m,核电站正常取水将会受到影响,必须采取工程措施;(2)取水明渠向外延长方案延伸段会发生明显淤积,取水明渠及拦沙防波堤同时向东延长1500 m可保证取水明渠口门设计水深,取水明渠内的泥沙淤积明显减少。