南京河段拟建过江隧道河段河床冲刷数值模拟

通过分析近年来河流演变特征和拟建工程河段水沙特征,综合考虑长江下游南京河段水沙运动规律、三峡水库蓄水后沙量的变化以及对河床冲淤影响较不利的水文年,确定了具有代表性的模型计算水沙控制条件和不利水沙条件。结合实测资料,采用二维潮流泥沙数学模型,对长江下游南京河段拟建建宁西路过江隧道附近区域的潮流及含沙量进行模拟及验证。在验证良好的基础上,对工程河段各方案(A、B、D、E)的河床冲淤进行了预测,并与物理模型试验结果进行对比分析。结果表明:两种模型计算结果较为一致;拟建过江隧道各方案冲刷变化基本相似,其中E方案左、右深槽冲刷深度最小,可为过江隧道工程的合理实施提供科学依据。     

长江下游武穴水道平面水沙二维数值模拟研究

利用数值模拟方法,针对武穴河段的水沙特性,进行了武穴河段的航道整治工程的平面二维水沙数学模型计算,对武穴段航道整治后计算河段内的冲淤量、流速分布、水流平面形态等提出了有价值的研究成果。     

沙颍河三八村切滩段航槽稳定性分析

以沙颍河阜阳闸站1972—2016年水沙原型资料为基础,利用SPSS、Matlab等工具,采用R/S分析和小波分析等方法,研究三八村河段来水来沙特性及变化趋势;基于2017年及2019年工程河段实测地形资料,分析近期河势变化情况及河床冲淤特性,揭示该河段河床演变的主要特点和规律。结果显示：在径流量未发生系统增加或减少的前提下,河道输沙量和含沙量均呈明显降低趋势;预测工程河段输沙量与含沙量未来一段时间整体呈现减小的趋势;自然演变条件下,整治工程段河道滩地基本稳定,主槽微冲,冲刷幅度较小,河道相对比较稳定;工程不会根本上改变河段的冲淤特性,从长远来看,工程后弯道主流会逐渐趋向于新开河槽,河床仍将保持冲刷下切的趋势。     

某码头附近河道二维水沙模型及河床演变分析

兰江为典型的山区性河流,水位暴涨暴落,砂砾石床面泥沙运动以推移质运动为主,位于兰江中上游基头山附近的兰溪服务区码头建设可能会对河道冲淤演变产生影响。在分析水沙运动特征和地貌特征的基础上,建立了二维水沙数学模型。四组典型流量的验证和2005年1月～2012年1月冲淤验证结果表明,模型能够较好的模拟该河段的水流状况和该河段的冲淤演变状况。选取四组典型流量,模拟了工程对河道水动力环境的影响,结果表明,工程上游及下游流速均有所减小,工程区附近主河道流速增加,流速变化量值及范围随着流量的增大而增大。整体而言,工程的阻水面积(高桩阻水宽度2～3m)相对于整个河道断面(河宽500～600m)较小,工程对水流的影响较小,流速最大变幅为1～4cm/s(Q=10,800m~3/s),且集中于工程区局部范围。总体而言,兰溪服务区码头由于阻水面积较小,对河道水动力环境和河道冲淤演变影响甚微,不会改变该河段的演变趋势。     

黄沙沥水道中上游河道演变分析

为了研究珠江三角洲地区近期河床演变规律,以中山市黄沙沥水道为例,取黄沙沥中上游河道1999年、2012年和2018年的三次实测地形资料,对比分析黄沙沥水道中上游河道近期冲淤演变规律;分析结果表明1999年～2018年间分析河段近期冲淤演变总体表现为轻微冲刷,由于河道水沙条件、水利规划、采沙规划、航道整治规划等影响与实施,其中2 012年～2018年间分析河段表现为轻微淤积。     

长江中下游东流水道河床演变特性及趋势预测

以东流水道为研究对象,从水流泥沙、河道地形等实测数据出发,分析其河床演变基本特征,着重探讨整治工程实施后地貌出现的新变化,同时结合平面二维数学模型对该河段的发展趋势进行预测。结果表明:整治工程实施后深泓线趋于顺直,且整体存在下摆趋势;东港经历了深泓线下切后进口段已基本稳定,中下段的深泓有所冲深;天玉串沟整体维持冲刷趋势,老虎滩头部冲刷后退,其尾部淤积下延;天沙洲沙头侵蚀后退,尾部基本稳定但面积持续缩减。东流河段的整治工程在2010年汛期前较好地控制了东流河段,整体上达到了整治预期效果。2010年讯后地貌形态出现较大变化,结合平面二维水沙数学模型对该河段未来10 a发展趋势进行预测,分析结果与实测基本吻合。今后应加强整治工程力度,着重维护西港的稳定、控制东港分流比,防治河段出现大幅的冲刷和淤积。     

赣江尾闾主支河道整治效果分析

赣江尾闾主支河道枯期水位屡创新低,对水资源利用、通航、水景观水环境等都将产生不利影响,并且未来赣江尾闾河段的枯季水位仍然存在逐渐降低的趋势。通过分析主支河道近年来的水沙特性,建立平面二维水流泥沙数学模型,选取了1992、2002、2004年的水沙资料对该河段进行数值模拟研究。对比分析整治工程实施前后该河段的河床冲淤、洪枯水位、航道水深变化以及边滩利用情况,证明主支河道整治工程能有效调控河道枯季水位、保障航道通航水深、改善水景观、提高洲滩利用率,从而促进当地的水运经济发展。     

松花江富锦—绥东河段航道整治修复技术研究

文章对一期整治工程布置、整治前后来水来沙及河道地形变化进行了分析,并利用二维水沙数值模拟技术,对富锦—绥东河段修复工程进行多方案比选,提出了合理的整治原则及工程措施,修复工程实施后富锦—绥东河段航道尺度可达到Ⅲ级航道标准。     

长江九龙滩河段浅滩航道整治

长江九龙滩浅滩河段有鼓鼓碛、蕉芭滩和三角碛3处碍航。在碍航成因分析的基础上,结合航道整治目标原则,提出了整治方案。应用平面二维水流泥沙数学模型探讨方案整治效果,经水流条件和典型年泥沙冲淤特性对比分析,进行方案比选与优化,形成了推荐方案。选用2002—2011年水沙序列资料,研究方案实施后长时期内的航槽泥沙冲淤规律,结果表明,方案实施后航道尺度满足要求,航槽可长期保持稳定,整治效果较为理想,达到了预期整治目标。     

淮河干流临淮岗—鲁台子段航道整治

淮河干流临淮岗—鲁台子段河道,河势复杂,洪水工况组合多,航道整治难度大。为了优化本段航道整治工程方案,针对河段特点,构建二维水动力数学模型,采用多场次洪水进行率定与验证,确定"以淮干为主"的洪水组合是对刘台子航道最不利的洪水组合,并模拟刘台子弯道段现状河道、弯曲半径480和550 m方案的流场进行对比分析。结果表明,在水流流态和横向流速方面,弯曲半径480 m方案优于550 m方案。淮河干流可通航水面宽度较大,可通过增加通航水域宽度来适当降低航道弯曲半径,方案对原河道改变较小,河势相对稳定,流态更加平顺,并节约工程投资。     

长江中游芦家河水道航道维护性疏浚方案

针对近期芦家河水道冲刷过程中的局部卵石淤积碍航问题,分析观测资料并建立平面二维数学模型,提出并论证了航道维护性疏浚方案。结果表明:该水道内的局部卵石淤积主要为冲刷过程中的局部卵石搬运所致;合理控制维护性疏浚的部位和幅度,可改善局部航道条件,同时不会对河段整体冲淤和水流条件产生较大影响。该研究对于三峡坝下沙卵石河段航道维护具有参考价值,对于同类河段的疏浚方案设计具有借鉴意义。     

冲刷条件下熊城河段河床演变规律及趋势

随着三峡工程的蓄水运用及其上游向家坝、溪洛渡水库的陆续运用,水库下游河段来沙量大幅减少,清水冲刷严重,河道演变特性发生明显变化,对防洪、航运、岸线利用等方面产生影响。通过分析原型资料,研究冲刷条件下长江荆江熊城(即熊家洲—城陵矶)河段的水沙运动特性与河床演变规律,并在此基础上结合实体模型试验预测三峡水库运用30年后熊城河段的冲淤量、冲淤分布及河势变化。结果表明,熊城河段将持续保持冲刷态势,深槽不断刷深、展宽,不利于航道稳定。     

潍坊港潮流分析及航道回淤预测

潍坊港处于莱州湾的中部，岸滩水深较浅且变化平缓，泥沙运动较为活跃，泥沙淤积对航道的运营维护影响较大。通过建立潮流模型和泥沙输移数学模型进行计算，所得结果与现有的实测数据进行对比验证；再进一步模拟航道的冲淤情况，预测航道回淤分布规律以及航道沿程的淤强分布情况。结果表明，潮流模型和泥沙输移模型计算结果与实测数据吻合度均较高，预测航道年淤积量约为391.3万m3。     

台山核电站取排水工程潮流泥沙数值模拟研究

采用TK-2D软件建立了台山核电站海域平面二维潮流数学模型,在对该模型进行验证的基础上,建立了工程海域的二维泥沙数学模型,并对该海域的悬沙场、地形冲淤变化进行了验证和计算,分析了整个海域泥沙运动及分布的特点.根据核电站取、排水量变化及各种取、排水方案,分别通过数值模拟计算给出取水系统造成的年冲淤强度和冲淤量;根据各方案...     

长江中游牧鹅洲关联演变河段航道整治方案

长江中游河段河床多为沙质,河床演变剧烈,受两岸石山、矶头和人工护岸工程等节点控制,上下游河段演变具有明显的关联性特征。以牧鹅洲水道为例,对其演变特征及其与下游湖广水道的关联特性进行分析,基于目前航道的不利变化趋势,结合已实施航道整治工程对本河段整治方案进行研究。通过在牧鹅洲水道实施护滩工程,同时解决牧鹅洲边滩中低滩冲刷和湖广水道汪家铺出浅的问题。采用数学模型、物理模型并基于2020年汛后观测资料对方案效果进行验证。结果表明,方案实施后牧鹅洲边滩冲刷受到有效控制,滩槽格局稳定,6 m水深航宽尺度基本满足规划要求。     

长江上游胡家滩航道整治数值模拟研究

长江上游胡家滩为弯曲展宽河段浅滩。探讨了胡家滩浅滩河段河床演变特征、碍航特性及滩险成因,提出了航道整治思路与方案。应用平面二维水流泥沙数学模型,采用2002—2011年的水沙序列资料,对方案整治效果进行分析。结果显示,整治后航槽流速增加且不会成为急滩,消落期航槽内泥沙冲刷加强,起冲时间提前,冲刷历时延长,航道尺度满足规划要求,航槽基本稳定,说明采用筑坝、疏浚与炸礁相结合的方法对胡家滩浅滩航道整治较为有效。     

长江上游卵石输移运动规律研究及数值模拟*

基于长江上游东溪口卵石滩段的物理模型,开展了典型系列年卵石输移特征的试验。根据不同水动力条件下卵石输移的实测数据,从动力机理出发确定砾石输移速度。以此为基础,改进了二维数值模型,并将其应用于东溪口河段卵石输移过程模拟。将计算的卵石输沙分布及泥沙冲淤过程与实测值进行对比,卵石走沙轨迹与河道内走沙基本吻合,模拟泥沙冲淤变化与该河段实测分布一致。说明改进后的平面二维卵石推移质运动模型能较为真实地反映河道内卵石输移特性,可为解决长江上游卵石河段泥沙问题与航道整治工程提供理论与数据支撑。     

西江四滩河段近10年河床变形与成因分析*

基于2004—2014年西江四滩河段10年实测地形资料,采用Kring插值方法及数理统计的方法,分析该河段近10年的演变,阐明其冲淤变化特征;分析上游来水沙变化和航道整治工程对河道演变影响。研究表明：2004—2014年,四滩河段河床整体处于冲刷下切态势,2007—2013年是冲刷剧烈期;分析认为,导致2004—2014年河床总体下切的主要原因是建库蓄水拦砂为主因的上游年平均含沙量和年输沙量持续大幅度的减少;长洲枢纽2007年起拦砂泄清及航道整治工程是研究河段整治线范围内河槽2007—2013年冲刷剧烈的主要原因;河床下切导致四滩河段最低通航保证流量下水位下降明显,但航道水深有所增加。