黄河上游李家峡水库变动回水区航道整治试验研究

黄河上游李家峡水库变动回水区河段属宽浅型散乱河滩,河床冲淤多变,航槽极不稳定。根据该河段回水后的水流条件变化及河床演变规律,选取中汊左、右槽进行航道整治,采用定床模型和动床模型两种试验方法对工程后的整治效果进行对比、分析,推荐优化方案。     

汉江兴隆至新泗港河段河道演变及浅滩碍航机理分析

丹江口水库蓄水运用以后，下游河段来水来沙发生改变，引发兴隆以下（特别是兴隆至新泗港河段）的河流再造床过程，河床发生了冲刷调整。文章基于对该河段建库以后原型观测资料，分析了兴隆至新泗港这一宽浅弯道段河道的冲淤变化情况，并结合本河段的水流泥沙运动特性，阐述了该河段浅滩碍航机理。结论表明，兴隆至新泗港河段由于河道断面宽浅，河床可动性强，使得河段内洲滩年内年际间变化大，航道条件较差，特别是丹江口水库运行以后该河段发生了较大强度的冲刷，目前冲刷仍在继续，但冲刷强度已有所减弱；河段浅滩碍航与汛后退水快慢有关，退水较快则发生碍航，退水较慢则不会碍航。     

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。     

黄河上游双旋沟滩航道整治方案模型试验研究

为确定黄河上游龙湾至南长滩河段碍航最为严重急险浅滩——双旋沟滩的航道整治工程方案,进行了定床河工模型试验研究。其中定床水流试验研究滩段水力要素,定床输沙试验研究挖槽稳定性。试验结果表明,通过浅区疏浚、卡口切嘴、深沱填槽、深槽潜坝、放宽段丁坝等整治措施,可以降低该滩段流速、比降,改善流态,增加航宽航深,使该滩段满足V级航道建设要求。整治后,滩段水力要素满足船舶上滩要求,船舶能在10 a一遇洪水下安全航行。     

桂平航运枢纽二线船闸平面布置研究

为配合桂平航运枢纽二线船闸工程设计,采用定床物理模型试验和遥控自航船模试验相结合的研究手段,对桂平二线船闸工程布置进行研究,分析和论证设计方案的合理性。通过工程河段水流特性、枢纽调度对上、下游水流条件影响的模型试验,分析了工程河段水流特性,研究了二线船闸上下游引航道口门区和连接段航道通航水流条件和船舶航行条件,修改完善了设计方案,并最终确定了桂平二线船闸合理可行的工程布置方案。     

岷江下游中枯水碍航浅急滩段航道整治方案*

山区冲积性河流滩槽明显,连续弯道间易形成中枯水期碍航的浅、急滩。针对此类滩段整治中简单疏浚可能引起水流归槽而恶化的问题,以岷江新开河滩段Ⅲ级航道工程为例,建立全长约10 km的河工定床模型,对研究河段的河床演变规律与碍航特征、工程前水流特性和航道整治设计方案及优化措施的效果等进行分析,归纳总结出中枯水碍航浅急滩的整治思路和方案。结果表明,方案实施后航道纵向流速在3.5 m/s以下、水面比降小于2.45‰,满足航道治理要求。     

新型桩基导流屏改善船闸下游口门区通航条件效果分析

五强溪枢纽船闸下游引航道口门区碍航问题一直是制约沅水高等级航道畅通的瓶颈。采用定床水流物理模型试验手段,分析河段现状通航水流条件及碍航特性。在桩基透空式隔流堤改善方案的基础上,提出了改善口门区通航条件的桩基导流屏方案,即通过阻挡和疏导水流相结合的方式来削弱口门区的斜向水流。方案实施前后试验成果对比表明,桩基导流屏对改善口门区斜流碍航具有较好的效果。     

三峡库尾万吨船队汛期通航条件及滩险整治研究：—以黄草峡急流滩险整治数模研究为例

利用平面水流数学模型,通过水位和流场验证后,对建库后黄草峡河段万吨船队通航条件进行了模拟分析。对突咀和卡口段进行窄深和宽浅两种挖槽型式的整治工程后,计算分析明,宽浅型挖槽更适用于该类型滩段。同时,对成滩和通航流量进行了分析。     

澜沧江望江楼段航道整治设计及整治效果数值模拟分析

针对澜沧江望江楼段航道左岸有浅滩凸入河心,枯水期航深、航宽不足,通航条件较恶劣的情况,先梳理了工程河段相关建设条件,根据工程河段规划等级对航道整治方案进行了详细设计,提出对弯刀滩(1#)和郝村滩(2#)进行炸礁清滩处理。然后借助Aquaveo.SMS软件对整治水位工况下,工程河段整治前后进行了数值模拟。模拟结果显示,整治后,工程河段1#炸礁区回流问题显著改善,2#炸礁区过水断面增大,有效航宽显著增加,河段流速下降,整个河段水流结构分布更为平顺,水流流向与航道中心线夹角均值下降到11.5°,流态有所改善,整个河段均满足四级航道通航尺度,满足设计要求。     

武桥水道水动力特性与潜洲演变研究

武桥水道枯水期碍航与汉阳边滩的发育程度直接相关,而汉阳边滩的发育又与潜洲演变紧密相连.采用定床模型试验结合原观资料分析的方法,分析武桥水道河段水流运动特性、潜洲年内年际的演变规律以及两者之间的内在联系.结果表明:武汉河段周界条件和水流运动规律使得本河段汛期水流动力轴线顺直,潜洲至大桥间水流动力轴线居中靠左:而枯水期水流动力轴线弯曲,在潜洲头部和尾部形成斜向水流,水流动力轴线在潜洲尾部以下由左侧过渡到右侧.不同流量水流动力特性的变化直接决定了年内潜洲的冲淤变化规律:洪水期潜洲淤积,头部上延;尾部下挫;而枯水期冲刷,头部后退,尾部上提.     

长江中游牯牛沙水道碍航原因分析

针对牯牛沙水道航道问题,根据近50年河道实测地形资料,分析了牯牛沙水道河床演变特点、碍航特性及浅区成因。结果表明:牯牛沙水道碍航主要是由于过渡段河道宽浅。虽然近年来该河段已实施的一期工程抑制了牯牛沙边滩的冲刷后退,但一期工程高程较低,未改变过渡段宽浅的河道格局,过渡段水流分散,洪枯水流路不一致,一期工程还不能完全有效导引水流冲刷过渡段浅埂,造成过渡段航槽时而出浅;且三峡工程蓄水运用后汛后退水期缩短,浅滩退水冲刷强度减弱,航道条件难以保持稳定的4.5 m水深。     

长江中游鲤鱼山水道现状水流特性研究

长江中游鲤鱼山水道河床演变、碍航特性与该河段的水流特性直接相关。文章通过对长江中游鲤鱼山水道物理模型试验资料的分析,对该水道现状条件下各特征流量的水面比降、水流动力轴线的位置、断面平均流速、沿程流速分布等进行了深入研究。结果表明:河道边界条件决定了本水道的水流特征,河道放宽段不同水期断面平均流速变化特征决定了放宽段浅滩"洪淤枯冲"的演变特点;受上游半壁山节点挑流、河道展宽等因素影响,左槽内水流动力轴线在不同水期摆动频繁,将导致展宽段易于淤积出浅。     

急弯河段通航水流条件与航道宽度关系研究

急弯河段水流流态复杂,船舶过弯所需的航道宽度要远大于直线段航道宽度,也大于一般的弯区河段航道宽度。根据汉江下游马口滩急弯河段船模航行试验成果,总结分析了船舶在弯道段航行时占用的航宽与水流的关系,表明船舶以大致相同的航速上、下航行通过弯道时,上行时占用的航宽比下行时要小的多。流速或流向角越大,船舶的航迹带宽度越大,占用的航宽也越大。在此基础上建立了马口滩急弯河段航宽计算公式。     

二维水流数学模型在马家咀航道整治工程防洪评价中的应用

通过建立的基于有限体积法的平面二维非恒定流数学模型,对马家咀航道整治一期工程建设前后的河道水流运动进行模拟计算。结果表明:工程建设前后工程河段水位变化较小,工程附近河段水流流态及水流流速分布无明显变化。研究建立的二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动,能在防洪影响评价中对工程前后河道水流、水位变化变提供较为可靠的依据,具有实用价值。     

大比降卵砾石河流防护结构的冲刷深度研究

大比降卵砾石河流河床形态及水流条件特殊,治理难度相当大。当遇到较大的洪水时,堤防工程、公路等临河设施常发生水毁,而关于此类河流的研究成果较少。针对大比降卵砾石河流河床宽浅、滩槽不分、比降和流速大、枯水期水流分散易形成股流冲刷的特点,布置了不同床沙组成、冲刷角度、河床比降及流量的概化模型试验。通过对81组室内试验资料进行单因素分析,得知冲刷深度(Hp)与单宽流量(q)、河道比降(J)、冲刷角度(θ)成正比,与河床质颗粒组成(D)成反比。采用量纲分析法和多元回归分析法得到了冲刷深度的计算表达式。     

枢纽下游近坝段不同类型河段的再造床过程及其对航道条件的影响

枢纽蓄水运用改变了坝下河段的水沙条件,其中径流过程的变化,改变了不同流量级水流的水动力条件和造床能力,输沙量的改变.是引发坝下游河床调整的关键.根据三峡和丹江口下游近坝河段实测资料,分析了相对窄深.低水分汊、两岸约束很强,以及低水分汊、两岸约束很弱等3种类型河段在蓄水以后冲淤调整特点,在此基础上分析了其冲淤变化对航道条件的影响.结果表明:当河段相对窄深时,河段冲刷主要为下切;当河段为相对宽浅的低水分汊河段且河岸约束较强时,蓄水以后的冲淤变化主要体现为江心洲潍的冲淤调整、汊道深泓高程差的冲淤调整,并引起主支汊分流比的调整:当河段为较为宽浅的低水分汊河段且河岸约束相对较弱时,则冲刷调整不仅限于分流比的调整,甚至会导致大的分汊格局的调整.无论如何调整,都有可能引起新的航道问题.     

三峡—葛洲坝间河段汛期通航水流条件研究

两坝间河段是长江中上游的咽喉河段,受两岸高山峡谷制约,汛期水流流速大、比降大,呈洪水急流滩特性,再加上受三峡电站调峰和葛洲坝电站反调节的双重影响,通航条件极其复杂,安全风险多,监管压力大,通航管理要求高。本文采用平面二维水流数学模型模拟分析了恒定流和非恒定流条件下重点滩段的水位、比降、流速等水流特性,研究成果可为两坝间适航流量研究提供技术支撑,为两坝间河段船舶航行和通航管理等提供参考。     

桃源枢纽坝下汇流区推移质运动特性试验研究

为分析桃源枢纽坝下汇流区推移质运动特性,采用整体定床物理模型开展了定床水流和定床输沙试验,观测各级流量下水流要素和输沙带分布。对比分析发现,随来流汇流比的不同,汇流区水动力条件复杂多变,但汇流区泥沙淤积体范围总是与主流带分布密切相关。推移质泥沙沿主流带输移,泥沙淤积体多见于输沙带边线处、流线转折较大处以及河床局部背水面下凹处。中枯水期因下泄水流流速较大,且沿程流速迅速降低,坝下推移质泥沙为短距离泥沙输移;洪水期因河段流速整体较大,为长距离泥沙输移。     

长江中游熊城段水流特性研究*

针对长江中游熊城段碍航水流问题,采用数学模型对该河段水流特性进行研究。结果表明：因河道弯曲狭窄、洲滩不高,且受洞庭湖出流影响,熊城段水流三维特性明显,存在横流、环流、回流等多种水流结构,对船舶航行影响大;在干线来流量2.5万~3.0万m3s且洞庭湖水位偏高时,易发生船舶事故,应提醒船舶谨慎航行。     

日调节非恒定流对筲箕背河段航道水流条件的影响

选取典型工况通过非恒定数学模型计算分析滩段水位、流量、流速、比降等因素变化特性,得到日调节对筲箕背河段水流条件的影响。结果显示,2种日调节工况下非恒定流传播至筲箕背河段水位变幅在1.01~1.37 m,非恒定流对下游航道水流条件和对研究河段内的控制河段及航道维护设施等产生一定的影响,并且日变幅4.5 m较日变幅3.0 m工况对航道水流条件等影响更大。分析结果为优化枢纽航运调度方案和航道维护措施提供支撑。