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。     

齿型构件混合堤正交丁坝水流力数值模拟

为研究长江南京以下12.5 m深水航道整治工程齿型构件混合堤正交丁坝水流力特性,采用RNG k-ε湍流模型,建立了三维水动力数学模型。通过实测流速、水位以及构件水流力数据进行模型验证,验证结果良好。利用该数学模型对齿型构件混合堤正交丁坝水流力随流速、水深与坝长的变化规律展开研究,对齿型构件混合堤正交丁坝水流力轴线分布规律进行探讨。     

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。     

浅谈丁坝在航道整治中的应用

天然河流常存在水深不足、水流流态险恶等影响船舶通航的现象,为了巩固和提高航道尺度、改善航行条件、扩大通过能力、增加通航里程、提高水运经济效益和社会效益,必须对碍航滩险进行治理,所采取的工程措施即为航道整治工程.我省内河航道整治中整治建筑物多采用丁坝,本文阐述丁坝的作用、结构、施工工艺及整治后效果.     

赣江新干枢纽—龙头山枢纽河段Ⅱ级航道整治方案

赣江新干枢纽—龙头山枢纽两坝间长河段虽为龙头山枢纽库区河段,但仍存在较多的通航安全问题,如局部区域水深不足、先期整治建筑物碍航和桥区通航不畅等。针对上述问题,提出了航槽浚深、丁坝拆除、航路调整等整治方案,并采用长河段二维水流数学模型对该河段Ⅱ级航道整治方案进行试验研究。结果表明：整治方案实施后,航道通航水流条件得到了改善,航道尺度均可达到建设标准。具体表现为：设计航道线内水深均能满足最低通航水深3.8 m要求,航道内横流减小,不良流态消失,航路更加顺直等。     

丁坝在航道整治中的应用

<正> 一、前言丁坝是航道整治工程中使用最为广泛的整治建筑物,目的在于有效地调整流场,使河床发生有利的变形,从而达到设计要求的通航尺度。在浅滩整治中则尤为广泛地运用各种类型的丁坝以调整水流来冲刷浅区或壅高水位从而根治浅滩。     

丁坝坝体局部水流结构与水毁机理分析

介绍了丁坝在航道整治工程中的毁坏情况,分析了丁坝在淹没和非淹没状态下坝体附近的水流流态,据此分析了坝体的水毁机理。通过总结提出了几点意见,以期对工程实践有所借鉴。     

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...     

丁坝在山区航道整治的应用及效果

目前对丁坝应用于山区航道整治尚有不同看法和争议,现以工程实例为依据,侧重于丁坝布设、间距等问题、讨论丁坝在山区航道整治中的应用及效果,并提出几点看法,供参考.     

增强长江口北槽航道内水流冲刷能力的工程措施探讨*

基于试验数据对增强长江口北槽航道内水流冲刷能力进行探讨,结果表明：试图仅通过实施丁坝工程来调整北 槽中段地形使天然深泓与目前航道轴线位置吻合是行不通的;若要达到较显著的冲刷效果,新建丁坝宜布置在靠近主流的 深水区,此外在北槽中段北侧加密丁坝亦有显著作用;若想进一步增强北槽中段航道内的水流冲刷能力,宜综合采取新建 丁坝工程和航道轴线调整的措施,仅仅依靠加长丁坝,很难较好地增强该段航道内的水流冲刷能力。     

汉江(王家咀至薛家脑段)航道整治试验研究

本文在分析王家咀至薛家脑河段水流、泥沙条件基础上,指出了河道碍航原因,提出航道整治原则和定床试验中的各个特征值,经过验证试验后,进行了三种整治线宽度、走向与三种挖槽断面型态组合而成的七组方案数十次试验,提出以整治线宽度为550m、走向与1987年枯水期河道深泓线相吻合的方案作为推荐方案,该方案不仅能满足四级航道尺度要求,而且具有工程量省、洪水期水位壅高值小的优点。试验还对不同丁坝型式、坝的纵向间距及坝头水流流速等进行了研究和讨论。     

汉江游荡性河道航道整治计算方法研究

本文在理论分析和水槽试验的基础上,对丁坝回流长度、丁坝断面的垂线平均流速分布规律、整治线宽度和最大航深的计算方法等问题进行了研究,得到了相应的算式,同时还对汉江中游典型游荡性河段航道整治计算方法进行了探讨。     

淹没式丁坝三维绕流的数值模拟*

利用FLUENT中的RNG k-ε湍流模型和VOF模型对淹没式丁坝周围流场进行了数值模拟研究.计算结果表明,由于丁坝的束水作用,主流区的流速增大,丁坝下游出现了较大的回流区,回流区的流速较小.同时,水流在丁坝处发生了壅水现象,靠近丁坝上游的水位增高,经过丁坝后的水位迅速下降,并在丁坝下游沿程逐渐恢复.计算结果和试验观察与丁坝绕流客观规律相符合,流速计算结果与试验数据吻合较好,说明该模型可用于航道整治中有关丁坝的工程计算中.     

大涡模拟在河道平面二维水流模拟中的初步应用

通过丁坝对水流进行控制是航道整治中常用的工程措施,丁坝附近水流呈强紊动特性,大涡模拟相对于基于雷诺方程的时均模型对涡旋有较强的捕捉能力。在直角坐标系的基础上,将大涡模拟中的亚格子应力模型(SGS模型)引入河道水流平面二维数学模型中,通过盒式滤波函数将控制方程进行滤波,大尺度量通过控制方程直接求解,小尺度量借助Smagorinsky提出的亚格子尺度应力模型进行求解。采用空间等步长的正方形网格和交替方向隐式差分法对其控制方程进行离散求解。将模型初步应用于非淹没丁坝绕流的数值模拟中,计算结果表明,该模型对湍流旋涡的捕捉和水深计算较为合理,计算精度可满足工程实践要求。     

基于Flow-3D的新型半圆形构件水动力特性研究

生态丁坝是基于水工学和生态学的新型整治建筑物，不仅起到调控河道水位、维护边坡稳定的作用，还促进了生态修复。采用Flow-3D流体力学软件分析了新型半圆形构件的流速、紊动能等关键水动力要素。结果表明，基于Flow-3D数值模拟得到的水流流速拟合结果良好，采用该软件研究航道整治工程中复杂构件的水动力特性是可行的；新型半圆形构件内的横隔板将腔体分为上下两块区域，上方水流流速、紊动能明显大于下层，且下层流速、紊动能基本不受外界流速影响；构件上下层具有不同的生态效应，其水动力特性分别适宜于鱼类和底栖生物的生存。     

航道整治工程丁坝坝头工程量计算方法初探

以往计算航道整治工程中坝头工程量,往往由于形状复杂而采用经验公式,存在精度不高的缺陷.通过在西江航道整治工程丁坝施工建设的研究分析,运用数学方法推导坝底为平底和倾斜等常见丁坝坝头工程量的通用计算公式,在实际工作中得到广泛的应用.     

长江南京以下12.5 m深水航道治理工程落成洲河段整治效果

长江南京以下12.5 m 深水航道二期工程在落成洲河段采用潜堤、丁坝和护底带等航道整治工程,以防止右汊进一步冲刷发展,增强左汊浅段动力,改善航道条件。为论证落成洲河段整治工程实施后的整治效果,基于实测地形、水文资料,系统对比落成洲河段整治工程实施前后滩槽演变、汊道分流分沙比调整、固滩效果、航道条件改善等。结果表明,工程实施后,落成洲洲头及丁坝掩护区淤积明显,洲头冲刷后退的态势得到有效遏制,左汊分流比增加约4%,丁坝挑流区流速增加0.2 m/s左右,航道水深由10.5 m提升至12.5 m,整治建筑物总体实现整治意图,但须关注三益桥边滩淤长对深水航道的影响。     

整治建筑物对栖息地适合度指数影响的研究

选择长江中下游地区几种具有代表性的生物,以流速及水深作为参考因子,建立代表生物在丁坝工程建设前的栖息地适合度指数（HSI）模型,并根据生物特点选择合适的模型计算方法。以丁坝为代表性整治建筑物,利用River2D建立人工河道水动力模型,以丁坝的形状,丁坝问的间距为变量,模拟不同工况的水动力条件,分析出不同情况下丁坝对水流条件的影响。最后,将丁坝对流场的改变与HSI相结合,评价整治建筑物对栖息地适合度指数的影响,选择出能使HSI值有所提升的最优丁坝间距,从而对今后的航道建设提出一定建议。     

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。     

剑潭—横沥河段航道升级措施及模型试验

剑潭—横沥河段航道扩能工程河势弯曲、宽窄相间、滩多水浅、上下相连、输沙能力有限、人为采沙活动严重,工程整体性高且与河段联动效应强。根据滩险碍航特征和整体优化的原则,提出"疏浚为主、整疏结合、控制河势、稳定航槽"的整治原则,认为航槽应沿河道深泓布置,挖槽纵向采用变底坡设计,横向采用梯形断面或复式断面形式。应完善整治建筑物布置,适当束窄整治线宽度,并充分利用已有丁坝,新建丁坝和加长旧坝。开展定床物理模型试验与水流泥沙动床物理模型试验,分析改造后航道沿程水位、比降、流速的变化,明确航道泥沙的冲淤量,研究改造措施的合理性。结果表明,整治后航道沿程水位与比降下降,航道流速增加,年均淤积量为3.98万m3,改造措施合理可行。