长江上游小米滩丁坝坝根水毁成因及其防治

以小米滩丁坝为例,通过实地调研,并运用计算流体力学软件FLUENT对该坝周围的水流流场进行模拟分析,探求水毁原因。结果表明:长江上游丁坝坝根出现水毁现象的可能原因是河道地形对水流产生挑流作用从而影响坝根处流速,并提出丁坝选址时尽量避免水流冲刷区,采取坝根加固、将坝根嵌入岸坡等相应的坝根保护措施。     

挑流石梁作用下丁坝坝根周围流速分布规律

通过概化模型试验对挑流石梁作用下的丁坝坝根周围流速进行测量,并对不同工况下坝根周围的流速值进行分析,得出坝根处流速随来流量及水深变化的分布规律。结果表明:受挑流石梁的影响,坝根附近的流速比正常河段大很多,且坝根附近的横、纵断面流速值随来流量的增大而增大,随水深的增加而逐渐减小。     

不同结构形式丁坝水毁过程分析*

通过水槽概化模型试验对不同坝型、坝长和挑角丁坝的水毁过程进行对比分析,找出冲刷坑深随时间变化的规律,观测到不同结构形式丁坝对河床冲刷地形的影响.在此基础上,对比分析不同的坝型的试验数据,提出具有较好稳定性的新型坝身横断面结构形式,并且深入研究丁坝不同坝长、挑角下河床冲刷及丁坝水毁机理.     

长江宜宾至重庆卵石河段丁坝的坝根处理

以关刀碛滩险为例,分析卵石河段丁坝坝根出现水毁现象的原因,并提出相应的修复措施。分析表明：卵石岸坡上的坝根除采用基槽开挖的方法保证坝根嵌入原始地形外,还应采取增加护坡或挡护体等其他措施保护坝根。     

丁坝受力试验研究

通过水槽模型试验,测得不同工况下丁坝坝体动水压力和脉动压力的分布情况,并绘制出动水压力和脉动压力的分布图,得到不同水深、流量及坝长情况下动水压力和脉动压力的分布规律,并通过理论分析找到其原因。最终得出迎水面动水压力随水深、流量和坝长的增加而增加,脉动压力随着水深增加而减小、随着流量和坝长增加而增加等结论。     

丁坝周围床面受力的试验研究*

通过水槽试验,结合理论分析,研究丁坝附近的动水总压力和脉动压力的分布情况,绘出总压力和脉动压力的等值线分布图。把丁坝附近区域分成4个测压区进行研究,详细分析了各个测压区的总压力和脉动压力的分布规律。进一步研究坝长、流量及水深对丁坝附近脉动压力分布的影响,并分析其原因。     

丁坝附近水流动能分布研究

通过水槽试验，结合理论分析，研究丁坝附近的水流紊动。绘出了脉动动能分布的等值线图，把脉动动能的分布图分成4个区域，详细阐述了脉动动能的分布规律。进一步研究了坝长、流量及水深对丁坝附近水流脉动动能分布的影响，并分析其原因，深入探讨丁坝附近的水流紊动。     

透水丁坝坝后回流区长度研究

基于沿水深方向积分的平面二维水流运动方程组,在采用合理的假定条件下,推导出透水丁坝坝后回流区长度计算公式,研究结果表明,透水丁坝坝后回流区长度不仅与坝长、水深、糙率、面积缩窄比、河宽缩窄比等因素有关,而且与丁坝本身的渗流量有关。     

基于坝头水毁程度判别指标的抛石丁坝水毁研究

抛石丁坝是河道中应用十分广泛的整治建筑物,能够束水攻沙,保护岸滩免受水流冲刷,然而抛石丁坝水毁现象时常发生。针对这一现象,利用动床水槽物理模型试验对平原河流丁坝的水毁破坏进行了研究,分析丁坝水毁破坏的常见形式,认为坝头块石的坍塌流失是影响丁坝整体稳定性的主要因素,即抛石丁坝稳定性可基于坝头水毁来研究。在此基础上,定义了坝头水毁程度判别指标,研究指标的求解方法和坝头水毁程度等级划分方法,得到了坝头不同水毁程度对应的指标值,并对丁坝维护时机的选择加以说明。该方法为抛石丁坝的维护提供了解决思路,有利于抛石丁坝整治效果的持续发挥。     

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。     

强潮河口丁坝坝头砂肋软体排护底稳定性试验研究

通过对土工织物软体排护底应用情况以及钱塘江河口潮流特征的分析,认为丁坝坝头砂肋软体排铺设后的稳定性好坏是护底成败的关键。利用长35m、宽4.3m的水槽,对砂肋软体排在不同压载厚度条件下进行不同行近流速、不同坝长、不同水深的多组次室内试验研究,得到砂肋软体排的稳定性主要与压载的块石层厚度有关,铺设在丁坝坝头的砂肋软体排临界块石压载稳定厚度与行近流速、丁坝长度以及水深等因子有关,采用相关因子多元回归分析得到丁坝坝头砂肋软体排临界稳定的压载厚度经验公式,可指导现场施工实践。     

长江上游航道整治建筑物水毁特征及成因分析

文中通过分析大量的研究资料和实测数据,总结了长江上游航道整治建筑物的水毁特征及其影响因素。长江上游坝体整治建筑物的损毁类别按损毁原因可分为直接损毁和间接损毁两类,按损毁部位可分为局部损毁和整体损毁两类。整治建筑物水毁的丰要部位分布于坝头、坝面、坝身、坝根等部佗,其中坝头及坝根的破坏较为常见;其破坏程度可分为全部毁坏、严重毁坏、中度毁坏及轻微毁坏四个级别。造成坝体损毁的影响因素主要包括水力因素、河演因素、设计因素、施工闪素、人为因素及其他因素六个方面。     

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。     

基于航槽冲刷效率的丁坝护底宽度确定方法*

考虑丁坝护底可压缩一般性的无效冲刷范围,以达到增加丁坝有效作用效率这一重要功能,提出基于航槽冲刷效率的丁坝护底宽度确定方法。通过理论分析、数值模拟和物模试验研究,得到主要结论：丁坝有效作用效率系数为动床航槽单宽流量增值与定床航槽单宽流量增值的比值。建立了丁坝有效冲刷效率的计算公式,通过该公式可计算丁坝护底宽度。公式表明：丁坝的有效冲刷效率为常数;当护底从丁坝坝根一直护到航槽边缘、形成定床条件时,丁坝的有效冲刷效率可达到100%。采用该方法可合理确定护底的宽度,减小丁坝坝头的一般性无效冲刷范围、增加丁坝对航槽的有效冲刷效率,使工程作用后的航槽改善效果更好。     

丁坝对整治河段生态影响及对策研究

丁坝是常用的航道整治建筑物,在发挥整治功能的同时,也会影响所在河段的生态质量。丁坝对河段生态的影响机理比较复杂,通过改变流场、流速、水深和河床冲淤情况,影响河段生境质量,其中坝田间的回流区是控制生态影响有利或有害的关键水域。文章以西江底栖动物和鱼类对栖息地流速、水深和底质的要求为依据,分析西江广东段的虎跳门口门浅滩和界首滩浅段,以及北江洪奇门水道玉米地段航道整治工程中丁坝对河段生态的影响。最后从合理选择丁坝坝址和构建生态保护型丁坝两个方面提出生态保护对策。     

非恒定流作用下的抛石丁坝可靠度研究

航道整治建筑物中的抛石丁坝水毁现象十分严重,其可靠性及使用寿命难以准确预测。针对这一问题,以非恒定流流量过程为控制条件,通过水槽物理模型试验,对"流量过程和最大冲深"这一组合进行了试验研究和计算方法研究,定义出抛石丁坝失效准则,采用基础统计理论,得出流量过程和最大冲深相结合的可靠度及使用寿命预测的概率模型计算方法。该方法对完善航道整治建筑物可靠度研究有一定的借鉴意义,还可为航道管理部门提供参考。     

采用不接岸丁坝治理过渡段浅滩

在进行边滩较宽阔且滩面高程较高的过渡段浅滩整治时,在满足丁坝束水导沙功能的情况下,为减小坝体长度可将丁坝的坝根段去除,形成不接岸丁坝。湘江铜官滩的航道整治试验研究表明,采取不接岸丁坝方案可取得较好的整治效果,但整治时应注意近岸缺口段河床及河岸的稳定性。     

水位下降对三江下航道影响及治理措施

通过对葛洲坝建坝后宜昌站的水文条件和三江下引航道泥沙冲淤变化分析,得出宜昌水位下降和设计流量下三江现有通航水深及通航能力,对潜坝的局部损失系数、壅水特性、潜坝间距及个数对水位、流速的影响等方面进行了研究,首次提出了计算潜坝群壅水的不同方法,并对整治效果进行了计算。     

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。     

航道整治建筑物薄壁大圆筒结构水槽试验研究

基于薄壁大圆筒结构在国内外沿海港口码头和防波堤工程中研究及应用现状,设计一种薄壁大圆筒结构坝。采用水槽试验的技术手段,研究大水深、大流速情况下坝体稳定性和抗倾临界条件,得到无充填、充填天然沙及带基座的充填薄壁大圆筒结构在水深34 m条件下抗倾流速分别为2.90、3.18及4.95 m/s,认为其能满足不同河流的航道整治建筑物稳定要求,可作为丁坝、顺坝、导流坝及潜坝等多种结构形式在内河航道整治工程中推广运用。