透水框架坝在长江航道整治工程中的应用效果分析

相关研究表明,透水坝能够起到一定的整治效果,同时具有一定的生态功能。为此,长江下游东流水道航道整治二期工程设计组提出了透水框架坝的新型结构形式,并成功应用于东流水道航道整治二期工程的老虎滩鱼骨坝工程中。本文主要通过观测老虎滩鱼骨坝建成前后的地形及生物分布特性,评价透水坝的工程航道整治效果及生态效应。     

均质透水丁坝二维水流模拟研究

透水丁坝具有一定的透水率,其坝头水流分离程度、坝头局部冲深相比于实体丁坝要小,此外坝体的孔隙为鱼类和其余水生生物提供了栖息环境,对环境保护起到积极作用。为模拟均质透水丁坝平面二维水流运动,文章基于正交曲线贴体坐标系下平面二维水流数学模型,引入通度系数的概念考虑丁坝的透水率,并对考虑通度系数后的方程进行离散和求解。采用已有的水槽试验资料,进行了初步验证,模拟透水丁坝作用后的流场和水位场,结果表明计算和实测符合较好。     

四面六边透水框架坝模型试验及检验标准

四面六边透水框架坝利用四面六边透水框架抛投堆积成坝,坝体横截面为梯形。通过在陆上和水槽中开展四面六边透水框架坝的抛投试验,研究了四面六边透水框架的单位体积内框架个数、孔隙率,分析了四面六边透水框架坝的施工工艺及其检验标准。研究成果提供了四面六边透水框架坝模型施工的质量控制范围,为我国内河上构筑四面六边透水框架坝的施工及验收提供了依据和参考。     

鱼嘴U型坝水沙输移规律及生态效应研究

本文通过水槽概化模型试验分析了鱼嘴U型坝附近的水沙输移规律。同时基于数学模型,计算分析了鱼嘴U型坝给鲤科鱼类生长阶段栖息地适宜度带来的影响和流速在坝体掩护范围内的多样性指数变化情况,研究结果表明,鱼嘴U型坝对生态效应有利。     

四面六边透水框架护滩结构效果水槽试验研究

通过水槽试验,研究四面六边透水框架护滩结构效果.试验结果表明,实施四面六边透水框架防护后,河底流速有明显减小,四面六边透水框架具有透水、消能、减小近底流速、局部改善水流流态的作用,从而有可能将近底流速降至不冲流速以下,甚至于使河床产生淤积.与传统护滩工程相比,四面六边透水框架能有效地避免实体护岸工程基础容易被淘刷而影响自身稳定问题,且适应河床地形变化能力强,不需要地基处理,不需要护底,直接抛投于床面,自身稳定,施工简单,成本低,是一种值得大力推广的新技术.     

船行波作用下生态护岸空腔结构动力特性研究

针对限制性航道船行波作用下的生态护岸问题，研发了新型生态护岸空腔结构，开展自航船舶模型水槽试验，研究船行波作用下腔体内流速分布、紊动特征及集鱼效应。结果表明，在船行波作用下，受腔体复杂结构控制，水体流动由低频波振荡流转变为高频边界层紊流，距边壁越远流速越大，且能量在各频率趋于均匀分布。腔体内紊动呈现多峰值并逐渐耗散的过程，正常船速4.60 m/s时，最大紊动能为0.002 5 m²/s²,位于鲫鱼的偏好动能范围之内；船速增大至6.3 m/s时，最大紊动能为0.177 1 m²/s²,超出鲫鱼的偏好动能范围，不利于鱼类栖息，船舶在鱼类重点保护区宜限速航行。     

透水框架群促淤护滩效果研究Ⅱ:分层分时施工

透水框架群在航道整治护滩工程中常采用一次性施工到位的方式。这种施工方式不能充分利用透水框架的高度,会造成透水框架群堆积高度不理想。提出利用先期实施1～2层透水框架群淤积后的地形,再实施1～2层透水框架群,即分层分时实施透水框架群的施工方式。水槽概化试验表明,分层分时实施透水框架群可充分利用先期实施后淤积的地形,达到理想的堆积高度,从而有效提高透水框架群的促淤效果。     

软体排与扭双工字透水框架结构潜堤下游联合护底试验研究

为充分利用软体排与扭双工字透水框架的各自结构护底优势、减少工程投资,通过水槽试验研究了潜堤下游两者联合护底的水动力特性、防护效果及适用部位、布置方式等关键技术问题。结果表明坝脚附近出现下沉水流、堤坝后存在横轴环流;框架群可有效减缓水平向滩面水流,但无法消减越堤的竖向水流,框架不能直接抛投于堤脚或坝脚处,应抛投于软体排的下排边;排边框架抛投宽度以20 m左右(5 m搭接)为宜,框架抛投密度以2个m2时效果最佳;成果可为工程设计提供技术参考。     

潜坝壅水规律研究

潜坝的壅水效果是水流经潜坝作用后一部分动能向势能转化的结果,不同条件(糙率、底坡、纵断面形状等)下潜坝水位壅高值与潜坝阻挡面积比率关系密切。采用理论分析与水槽试验相结合的方法,首先分析了潜坝的壅水机理,并在水槽中进行了不同底坡、流量、坝高、坝体结构对水位壅高及流态的试验,建立了水位壅高值、局部阻力系数与阻挡面积之间的经验关系式,引进了应用于天然河道的有效阻挡面积修正系数β,并对公式计算结果与天然实测值进行比较,验证了经验关系式的合理性。     

四面六边透水框架体在水流中的沉速和落距试验研究

四面六边透水框架在水面上方抛放后,受重力影响透水框架到达水面时产生初始沉速,入水后受到水下重力与水流绕流阻力的作用,在向水下沉降的同时,还产生顺水流方向的落距。文章通过对四面六边透水框架在水流运动中的受力分析,建立了不同搭接方式和不同抛投方式的四面六边透水框架在不同抛投高度下的沉速和落距公式,并利用水槽试验资料对公式中的参数进行了率定。     

透水框架群水力特性试验研究

透水框架群在长江航道整治工程中具有减速、防冲、促淤的特点,在三峡工程蓄水运用后清水下泄促淤有限的条件下,框架群在护滩边缘的防护效果明显,但对其作用机理,特别是透水框架群在整治工程中的水力特性还认识不足。通过水槽试验研究了透水框架群的减速率与摆放高度、孔隙率等因素的相互关系,并对透水框架群内部和尾部的减速效果进行了深入分析,研究结果可为规范护滩边缘结构的设计提供技术支撑。     

武穴水道航道整治工程坝体新结构研究

本文结合长江中游武穴水道航道整治工程的工程需要,分析了航道整治工程传统坝体结构的优缺点和破坏原因,根据武穴水道的工程条件,设计出了适合长江中下游航道整治工程的新型坝体结构型式——箱体坝和沙枕-模袋混凝土盖面坝体,并进行了成功的运用,结合运用后的效果对新型坝体结构的前景进行了预测。     

刚性透水结构作用下水流泥沙特性研究综述*

河道治理及航道整治工程中常用的岸滩守护结构分为实体结构和透水结构两种,其中透水结构具有较大的孔隙率,能够起到消能、防冲促淤的效果,被广泛应用。以植被及四面六边透水框架为代表,结合国内外研究成果,对透水结构作用下水流泥沙特性进行综述,进而指出目前存在的不足之处并提出展望,为后续的研究工作提供参考。相关研究成果表明：与实体结构会引起局部水流剧烈变化不同,透水结构对水流能量的消减较为缓和,阻力特性与淹没程度、孔隙空间结构等有关,其产生的水流紊动呈各向异性,另外,从生态保护的角度来看,透水结构不阻隔物质交换,有利于生境多样化。     

南淝河闸坝工程技术特点

橡胶坝是利用高强度合成纤维做受力骨架、内外涂敷合成橡胶制成胶布、锚固在基础上形成的柔性挡水建筑物,近年来在城市综合治理中应用十分广泛。文章着重介绍南淝河船闸、橡胶坝工程设计的技术特点,新技术、新材料的应用以及工程的效果。     

A Preliminary Review of NOAA's Community-Based Dam Removal and Fish Passage Projects

Dams and other stream blockages prevent anadromous fish from accessing large areas of key habitat. The NOAA Community-Based Restoration Program (CRP) supports habitat restoration projects, including 53 dam removal and fish passage projects from 1996 to 2002. This article provides a preliminary review of the biological benefits provided by the first 18 CRP dam removal and fish passage projects supported between 1996 and 1999. These 18 projects improved access to over 160 km of river habitat for many anadromous fish species, especially river herring (Alosa spp.) on the east coast and salmonids (Oncorhynchus spp.) on the west coast. While fish ladders provide targeted fish species access to key habitat areas, dam removal can improve the health of entire stream ecosystems and provide fish passage to fish species unable to utilize ladders. The CRP complements existing federal regulatory programs by providing a cooperative process at the local level that can restore habitats efficiently and effectively while encouraging long-term stewardship.     

复杂心滩通航河段不同角度碛首坝对航道条件的影响*

长江上游河段多为基岩和卵砾石河床,常见心滩、浅滩及边滩等复杂边界碍航河段。由于工程实际需要及航道整治要求,经常存在采砂坑、开挖航槽、修筑碛坝等改变局部河道边界的情况。以长江上游占碛子河段为例,建立向右偏转0°、5°、10°碛首导流坝数学模型,分析表明:0°碛坝引起的水位壅高流速增幅和分流比变化均较小 ,对占碛子浅滩影响较小;5°碛坝对主槽分流比和航道通航水深及流速的优化更加明显,通航效果更优;10°碛坝对主槽通航条件的改善明显,对流场改变较大,引起了明显的河势演变。为长江上游复杂通航河段航道整治工程的设计和研究提供参考。     

雁型分流坝航道整治效果研究

在长时间的运行过程中,天然分汊航道容易出现泥沙淤积、航道变形及河口区后方浅滩冲刷等问题。针对天然分汊航道,融入"生态水利"的治理理念,创新设计了一种雁型分流坝航道整治建筑物,并对其可行性进行试验研究及分析论证。通过与传统的鱼骨坝的对比试验研究,雁型分流坝在分水及排沙方面性能更优;通过位置布置、结构构造的率定试验,对雁型分流坝在实际工程中的应用进行优化。通过论证,雁型分流坝航道治理方案在技术、经济及稳定性方面均可行,同时也可推广至河道治理、河湖整治及有相关要求的景观工程。     

透水框架群促淤护滩效果I：平面布置形式

在长江航道整治工程实践中，透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面，而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外，透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验，研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性，提出了透水框架群护滩效果的衡量指标，并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果，提出了冲刷条件下，透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

京唐港航道扩建工程方案对比研究

依据京唐港的自然状况 ,航道和挡沙堤的现状 ,确定研究方法 ,对 3 .5万t级航道进行潮流数学模拟 ,并对泥沙淤积进行分析 ,对航道进行选线、导标布置。最后确定挡沙堤的合理布局