内河航道通过能力及其应用

在阐述航道通过能力基本概念的基础上,通过将航道公式应用到实际的航道中,找出现有航道存在的问题,并针对问题提出了提高航道通过能力的措施。     

航道通过能力研究

航道通过能力计算是内河航运规划中重要的基础性工作。而影响航道通过能力的因素很多,特别是许多经验性因素严重的影响了它的客观性。文章在分析现行的计算方法的基础上,提出了统一计算方法和综合公式,并从交通流理论出发,研究内河航道通过能力的计算理论与方法。     

青岛港前湾航道通过能力仿真预测

为研究青岛港前湾单向航道扩建工程结束后航道通过能力变化，进一步提升航道服务水平，基于Flexsim仿真平台，建立青岛港港口时空作业系统，构建青岛港前湾航道仿真模型。根据不同水平年通航船舶分不同吨级、船型通过前湾航道的艘次预测结果，开展仿真试验，对青岛港前湾航道扩建工程实施前后航道的通过能力和服务水平进行分析。结果表明：青岛港前湾航道扩建工程有效提升了航道通过能力，提高航道服务水平，研究结果可为航道扩建后确定船舶通航标准提供重要理论和决策指导。     

桥区限制性航道通过能力研究

结合船舶领域概念及桥区限制性航道船舶航速公式,采用标准船型船舶吨位与船舶长度最小二乘回归分析推求两者关系。引入加权平均船型概念,建立桥区限制性航道通过能力计算模型。结合工程实际情况,通过与以往公式进行对比认为,文章提出的方法结果较为准确,计算过程简单,具有较高的实用价值。     

长江口三期工程四个专题科研项目全面展开

长江口三期工程科研项目“长江口航道三期工程航道冲淤及减淤方案研究”、“长江口北槽12．5m航道通过能力研究”、“长江口三期工程河床演变分析研究”和“长江口航道信息平台开发”等4个专题的工作大纲在2007年3月份已通过了交通部专家审查。据悉，长江口航道冲淤及减淤方案研究通过对流场、泥沙场变化对深水航道的影响进行分析，提出有关解决方案，对保障三期工程顺利实施将起到积极作用。对长江口北槽12．5m深水航道通过能力进行研究，将为科学评估三期航道治理工程实施后长江口深水航道的通过能力，充分利用航道资源以及长江口航道发展规划及航道的科学管理发挥重要指导作用。     

基于仿真技术的黄骅港煤炭港区航道拓宽方案确定

2017年以来黄骅港煤炭港区吞吐量持续超过2亿t，船舶大型化趋势显著，导致船舶等待时间偏长，航道通过能力也已不能满足港区发展要求，急需对现状5万吨级航道进行拓宽升级。为了合理确定航道拓宽方案，采用系统仿真技术，通过建立涵盖锚地、航道、港池和泊位的港航系统模型，结合港口生产数据，对多个航道拓宽方案开展港航系统仿真研究。结果表明，各航道拓宽方案均能满足港区吞吐量发展要求；随着航道拓宽里程增加，煤炭船舶平均离港等航道时间、煤炭码头平均单船空泊时间呈减小趋势，相应煤炭码头泊位利用率、港航系统通过能力逐步提升。基于仿真研究结论，通过综合对比投资、航道横流、后期维护费用等因素，推荐采用航道拓宽方案1。     

内河航道通过能力计算方法研究

引入交通流理论与船舶领域概念,将航道中连续行驶的船舶视为船舶交通流,对航道通过能力进行了研究。分别给出了航道理论通过能力、可能通过能力与设计通过能力的计算模型和计算方法。对影响航道通过能力的主要因素进行了分析,认为航道等级、船舶吨位、畅行速度、船舶领域尺度是决定航道通过能力的关键因素,水文气象条件、夜航条件以及船舶实载系数影响航道可能通过能力。针对船舶到达航道的不平衡性及其日交通量概率分布规律,提出选取设计交通量的原则和方法,论述了根据航道服务水平确定设计通过能力和航道规模的设计思想。     

两坝间航道与三峡水运新通道通过能力匹配研究

为研究三峡水运新通道建成后两坝间航道与枢纽通过能力能否匹配，首先，文章通过航道通航条件和现状分析确定两坝间航道通过能力瓶颈为石牌弯道，据此提出两坝间航道与枢纽通过能力匹配的等价问题。然后基于时空消耗法，考虑新通道建成后两坝间船舶交通流特征、交通组织和船闸调度运行方式等因素影响，构建石牌弯道通过能力计算模型，并对模型中船舶领域、船舶航速等关键参数进行标定。最后运用构建的模型，结合三峡水运新通道建议书，分析两坝间航道与枢纽通过能力匹配性。结果表明，在正常“2上2下”的船闸运行方式下，两坝间石牌弯道最小通过能力为296艘次/日，大于或约等于两坝枢纽通过能力263.4艘次/日和296.8艘次/日，两坝间航道与枢纽通过能力能匹配；但当船舶交通流不均衡，两坝枢纽采取“3上1下”方式运行时，汛期两坝间最小航道通过能力仅为260艘次/日，将可能出现无法满足两坝枢纽运行需求的情况，建议通过加强两坝间智能调度和增加通航配套设施建设等措施予以解决。     

多级航道通过能力的数学模型研究

航道承载着具有OD点对的船舶组成的交通流,航道通过能力表示航道的交通承载能力。将多级航道中各港口视为网络模型中的节点,各航段视为网络模型中的连线,考虑与航道通过能力密切相关的航道货流OD结构,建立了以任意起点港和终点港之间货流量为变量,各货流量或货物周转量之和最大为目标函数,航段通过能力、港口设计通过能力及碍航建筑物通过能力为限制条件的OD结构网络模型,来测算多级航道通过能力。     

青岛港主航道通过能力研究

文中改进了港口航道通过能力的定义;提出了港口航道通过能力定义中代表船型的选取标准;给出了以船舶数量和货运量为指标的港口航道通过能力计算模型;分析了青岛港主航道通过能力。     

大丰港海域挟沙力关系式分析及应用

基于大丰港附近海域实测水文泥沙资料,对目前国内应用较为广泛的5种挟沙力关系式在大丰港附近海域进行应用计算,在此基础上,采用集中系数法和偏离系数法对计算结果进行对比分析。结果表明:河口水流挟沙力公式能较好地反映大丰港海域的水流挟沙情况,并拟合得到适用于大丰港海域的挟沙力关系式,将该公式应用于大丰港实际围垦工程中,通过建立二维水动力泥沙数学模型,计算得到的围垦后垦区海域年冲淤变化趋势,与数值模拟结果基本相同,表明该公式在大丰港海域具有良好的适用性。     

高桩码头岸坡地震位移计算方法比较

在强震区高桩码头设计中,基于位移的设计准则允许码头岸坡震后出现一定的位移,验算码头岸坡地震位移是高桩码头抗震设计的重要内容之一。依托某强震区高桩码头,针对目前广泛使用的基于NEWMARK刚性滑块位移理论的经验公式进行比较分析,如MakdisiSeed公式、MartinQiu公式、Jibson公式、SaygiliRathje公式、Jonathan公式等;并采用有限差分软件FLAC 2D进行动力时程分析验证。结果表明,尽管不同经验公式的位移估算结果存在一定的差异,但总体符合Jonathan提出的概率分布模型,动力时程分析法在位移评估上具有一定的优势。     

关于运河弯曲段航道加宽值的计算分析

为研究限制性航道弯曲段的航道加宽值问题,分别对弯曲航道加宽处的平面布置,加宽值ΔB的计算公式以及加宽值的影响因素等进行分析。通过对船舶(队)在弯道段航行所受影响因素进行分析,得出影响弯曲航道加宽值的主要因素为弯曲半径、船舶(队)长度及航道宽度。按照各种运行条件下提出的弯道加宽值的经验公式,对加宽值ΔB进行计算。通过比较各公式的计算结果,提出了推荐加宽值的计算公式。     

混凝土联锁块护底软体排抗掀稳定分析

针对规范中软体排抗掀稳定计算公式未考虑水深影响的问题,对水流作用下混凝土联锁块软体排受力进行研究。采用理论推导方法,得出了新的混凝土联锁块软体排抗掀稳定计算公式,结合数模分析确定新公式的相关参数取值。新公式中考虑了水深的影响,采用临界断面平均流速替代规范公式的软体排边缘临界流速,较规范公式更为准确。分别采用新公式和规范公式对黑沙洲水道航道整治二期工程护底软体排抗掀稳定进行计算。分析结果表明:新公式较规范公式更能反映软体排实际受力情况。工程实践证明新公式具有较好的可靠性,可供类似工程参考和借鉴。     

铺缆船用电缆埋设犁土壤挖掘阻力计算

传统的计算埋设犁土壤挖掘阻力的方法一般采用经验公式计算。经验公式依赖丰富的试验数据，且只能适应特定形状和尺寸的埋设犁。由于埋设犁的形状和尺寸各不相同，基于经验公式计算土壤挖掘阻力的方法准确性不高。根据土力学基本原理，在力学分析的基础上，运用数学方法进行公式推导，得到用于计算不同形状尺寸埋设犁挖掘阻力的理论方法，解决依赖经验公式计算土壤挖掘阻力的局限性。     

限制性Ⅲ级航道船舶下沉量研究

简要分析了影响内河船舶下沉量的主要因素,介绍了国内外关于船舶下沉量的研究概况及相关近似计算公式.根据Ⅲ级航道船舶下沉量测试物理模型试验结果,提出了适合内河限制性Ⅲ级航道的船舶下沉量近似计算公式.计算结果与模型试验结果对比表明,该公式达到了较高的计算精度,对航道水深计算及航道断面设计具有重要的参考价值.     

潮汐环境下细粒泥沙沉降速度研究述评Ⅱ——计算方法与公式*

作为“潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评”的第二部分,详细介绍了在潮汐环境下确定细颗粒泥沙沉降速度的计算公式与相关方法。通过正式文献可以考证的,关于细颗粒泥沙沉速的计算公式逾百种,每个公式均有其一定理论或经验的背景,本文系统地分析并对比了不同背景的计算公式和方法：1）以粒径为主要因子的半经验公式（武水公式、Stocks公式等）,忽略了细颗粒泥沙的基本沉降特性;2）以含沙量为主要变量的泥沙沉速经验公式,不同研究者得到的结果或者公式的参数差异较大,在没有确认其计算条件、计算方法、测量工具、适用条件前,需谨慎选择,不能简单吸纳,尤其是在盐淡水混合的潮汐环境下,其相关关系和影响因子具有较强的特定性;3）劳斯公式拟合法所得的“有效沉速”,在计算过程把不同因子导致的泥沙颗粒向下的运动均归为泥沙重力沉降过程,物理概念不清晰;4）麦克劳林公式计算细颗粒泥沙沉速,符合沉速的物理定义,其理论性和物理意义也较强。     

大长宽比肥大型船舶湿面积计算研究

大长宽比肥大船型是内河限制性航道大吨位船舶的优选船型,我国有关该船型的研究不多,初步设计阶段湿面积估算没有现成的公式和经验可资借鉴.为解决此难题,作者通过系列船型参数的变化,运用NAPA系统设计了12条船模,分别计算了每条船模5个排水量下的湿面积,给出了该船型湿面积系数图谱和相关的回归公式,供设计人员查阅使用.     

不同部位护底混凝土联锁排稳定特性研究

从分析现有设计方法中混凝土联锁排失稳的动力学机理出发,根据排体内部和边缘的失稳模式及受力特点,推导出水流作用下不同部位排体的稳定厚度计算公式.研究结果表明:压载重法的失稳模式为水流拖曳力作用下的块体滚动或滑动:而抗掀动法和美国公式的失稳模式则是在水流上举力作用下的块体漂浮或掀动.就排体的不同部位而言,边缘排体在水流拖曳力及上举力共同作用下发生滚动失稳,内部排体则仅在水流上举力作用下发生漂浮失稳.此外,还结合长江口深水航道整治工程验证了公式的合理性.     

关于非均匀沙悬移质不平衡输沙问题

本文从水流挟沙能力基本概念出发,根据非均匀沙悬沙与床沙交换的基本形式,导出了非均匀沙平衡及不平衡输沙时水流挟沙能力基本公式,进一步揭示了非均匀沙输沙机理.文中理论较完善,概念较清晰.公式简明.适用范围广.可用于一、二维泥沙数学模型.