平陆运河与沙坪河交汇河段通航水流条件试验研究*

平陆运河沿线支流众多且支干落差大,支流突发洪水对运河通航水流条件影响较大。选取入汇角度大、支干汇流比大、河底落差大的沙坪河入汇河段为研究对象,采用1  50正态河工模型试验,对沙坪河入汇河段通航水流条件进行系统试验研究。模型试验结果表明,受支流突发较大洪水和支干河底落差较大影响,运河航道内横向流速大且流态紊乱,加之支流口上游铁路桥限制,消能措施布置长度有限,不能达到较好的消能效果。分析认为主要问题在于支流洪水汇入运河后运河横向流速较大,因此治理方案主要解决“调顺水流+消能”的问题。在交汇处布置导流堤、透空消能墩、底部斜向透空式隔流堤,在支流内采取消力池、消力槛等消能措施并进行系列方案对比试验,发现优化方案Ⅲ的通航水流满足通航要求且不会对支流内铁路桥造成影响。     

牡丹江对松花江依兰航电枢纽工程的影响

依兰航电枢纽工程位于松花江"三姓"浅滩下段牡丹江入汇口上游约700 m处,松花江具有典型的平原冲积性河流的特征,牡丹江具有典型的山区河流的水文特征。牡丹江入汇松花江涨水期汇流比为0.235,牡丹江对"三姓"浅滩河段产生顶托壅水影响,落水期汇流比为0.096,"三姓"浅滩河段将产生落水冲刷,两江相异的水流、泥沙、洪峰遭遇特性是影响拟建坝址河段具有涨冲落淤的主要因素。枢纽兴建后改变了该河段水流运动规律,同频率松花江来水条件下,随牡丹江入汇水量的加大,电站尾水位不断升高,枢纽上下游水位差减小,枢纽泄流能力减小,枢纽上游引航道口门区及连接段通航水流条件逐渐改善,下游引航道口门区及连接段通航水流条件逐渐恶化。     

平陆运河老村河支流入汇段通航水流条件优化*

支流入汇会导致主流局部出现横向流速及明显的水位波动,进而对运河安全通航产生不利影响。天然条件下,老村河汇入口的局部区域横向流速超过相关通航标准的要求,严重影响航道航行安全,因此需要对超标河段进行优化整治。针对汛期泄洪支流对运河通航水流条件的影响,采用重整化群（RNG）k-ε紊流模型开展三维精细数值模拟,对不同洪水流量组合下汇流区的通航条件进行研究。结果表明,原设计方案扩宽流速超标河段后,虽然能有效改善汇流区水流条件,但部分区域横向流速仍然超标。优化方案同时采用下移衔接段、设置导水挡墙和扩宽河道等措施,采用优化方案后,汇流区整体通航条件效果良好,水流、水位条件均能满足船舶安全通航要求。     

山区河流支流河口航道整治

通过对支流汇流口河段水面形态、流速分布及泥沙冲淤特性等研究,基本揭示了它们随交汇角、汇流比、干流流量的变化规律;提出了按水量的差异性即汇流比对支流河口进行分类的方法.并对支流汇流口河段汇流特性、泥沙输移特点、滩险变化规律、治理原则、治理方法及航道治理技术,进行了较为全面系统的总结研究.     

垂直入汇流量控制及航道水流条件综合研究*

针对垂直入汇干支流交汇区的平面布置难题,采用正态物理模型对支流的流量控制及交汇区航道水流条件进行模拟研究。试验遵循分流、导流、扩散的思路对支流的入汇路径进行优化,推荐方案试验结果表明：干流无流量时,枢纽能将支流来流按设计分流比分向干流上下游;干流有来流时,枢纽自动将支流来流调整至通过下游引渠汇入干流;各工况下交汇区航道水流条件均满足规范要求。通过增设隔板、流线型分流岛、导流板等综合优化措施能实现流量控制、改善垂直入汇交汇区的航道水流条件的目标。     

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。     

干支流汇合口水力特性的试验性研究

长江干线河道存在着大量的干支流交汇河段,在此交汇河段,水流运动及河床冲淤特性极其复杂,碍航问题较为严重.利用ADV对弯曲干流型汇合口水流运动特性进行模型试验性研究.研究结果表明,入汇角和汇流比是影响汇合口区域表面流速及水面比降的主要因素;入汇角的大小是决定漩涡分离区范围的主要因素之一,且随着汇流比和入汇角的增大,漩涡分离区的范围逐渐增大.     

水流流动对交叉河流汇流区通航性能影响分析

通过对交叉河流汇流区CFD数值模拟可知,河流交叉段汇流区主流和支流水流流态平顺良好,仅在汇流区半径较小的圆弧连接段出现较小的回流,回流区不影响船舶航行安全;汇流区主流和支流方向的横向速度分布均在0.3m/s以内,横向水流流速及分布均符合《内河通航标准》的要求,能够确保船舶安全高效航行;通过CFD数值模拟计算可知,该河流交叉段汇流区河道平面布置及河道断面设计合理,无须在汇流区设置船闸或套闸。本文研究对交叉河流汇流区工程设计具有一定的参考价值。     

西津水利枢纽二线船闸下游引航道右岸支流汇入口消能设施设计

西津水利枢纽二线船闸工程是建设"西江亿吨级黄金水道"的重要举措之一。为研究二线船闸下引航道停泊段右岸西竹坑支流的汇入对二线船闸下引航道内通航水流条件的影响,通过水工模型试验研究在支流沟内布置消能设施对支流入汇口处流速、流态的影响,提出斜向导流坝、消力墩和消力池的工程措施,为类似工程提供借鉴。     

三峡成库前后长江嘉陵江交汇口水位特征分析

长江嘉陵江交汇口水位特征在三峡成库前后发生巨大的变化。在支流入汇和库区回水双重影响下,通过统计分析来研究该河段成库前后的水位特征。研究表明:三峡成库前,两江交汇口受支流入汇的影响呈河口特性;三峡成库后,该河段在消落期和蓄水期受三峡库区回水的影响呈库区特性,而在汛期呈河口特性。     

金沙江宜宾段非恒定流过程及传播特性

金沙江、岷江的非恒定流调节过程较为复杂,在宜宾汇合后形成新的非恒定流向下游传播。通过近年实测资料,分析金沙江、岷江非恒定流特征及汇合效果。结果表明:宜宾段非恒定流特征与向家坝电站下泄非恒定流的符合度更高,岷江的非恒定流无典型过程;宜宾段水位变幅和金沙江、岷江水位变幅存在线性关系;涨幅在1.7 m左右,起调水位在1 m左右的泄水波可作为宜宾段非恒定流过程的典型代表,其在下游的传播速度沿程基本保持一致,衰减幅度随着距离的增加而减小。     

分汊河段江心洲尾斜流改善的水动力数值模拟

山区河流分汊河段江心洲尾因水流汇合产生斜流,从而出现碍航问题。为揭示江心洲尾斜流对航行安全的影响,在已有的沅水大洑潭航电枢纽物理和船舶模型试验基础上,采用MIKE 21分析航道治理工程前后汇流区的水动力特征和工程改善效果。结果表明:枯水期因右汊来流流速较大且与航线间存在夹角,导致汇流区航线横流超标;在洲尾布置平行于航线的顺坝或导流墩,虽然能有效减小横流影响,但航线横流分布范围增大,流速大小仍超标。结合调整航线、疏浚航道浅区和偏转顺坝与导流墩整体布置角度等多种工程措施,可保证洲尾后航行水流指标基本满足规范要求。     

长江中游戴家洲河段天然水流特性试验研究

文章对长江中游戴家洲河段的来水来沙特点进行了分析。通过实体模型试验,对该河段水流动力轴线的位置、戴家洲洲头局部流态、分汇流点的位置以及各级流量下断面平均水深、断面平均流速进行了深入分析,对各级流量下的比降、分流比进行了研究,并对两汊平均流速、平均水深,涨、落水期的水深、流速、比降等进行了比较,以加深对河段水流运动规律的认识,同时为工程方案整治效果的分析比较打下基础。     

深中通道工程对伶仃洋水流环境的影响

伶仃洋是珠江河口东四口门入汇的喇叭状河口湾,径、潮交汇,动力复杂。利用伶仃洋河口潮流数学模型从潮位、流速、流态、动力格局方面探讨了深中通道工程建设对伶仃洋河口潮流动力环境的影响。研究结果表明:深中通道工程建设对伶仃洋潮流动力环境影响的范围和强度均以西人工岛附近为最大,锚碇水域次之,东人工岛及桥区附近相对较小;近岛、桥局部区域潮位及流场的变化比较明显,对伶仃洋滩槽总体格局影响不大。     

长江中游新洲汇流口浅滩演变影响因素分析及治理问题初探

分析新洲水道两汊汇流口形态特征及汇流口浅滩年内年际间变化特征,探讨浅滩出浅变化的影响因素。结果认为:新洲南汊汇流顶托对汇流口浅滩的影响是存在的,但不是主要因素,新洲南水道上深槽走向以及北水道入流的变化是汇流口浅滩出浅的主要原因。在此基础上,对汇流口浅滩治理思路进行探讨。     

三峡水库运行对支流水库影响分析

以龙盛水库为例,按照三峡水库典型调度运行方式,建立一维数学模型,推求出三峡水库调度影响下御临河口长江水位(即龙盛水库坝下水位);并以典型年的时段划分方法,分析龙盛水库对应与三峡水库回水水位的关系,得出典型年时段下三峡水库坝前调度水位对应的龙盛水库调度曲线。对三峡水库运行下坝前水位、支流水库坝后水位及其坝前水位三者关系作出了分析。     

芜申运河三里埂段航道整治数学模型研究

在对芜申运河三里埂汇流段的水文资料测量和收集的基础上,找出对于三里埂航道不利的水文条件,利用Mike21水动力模块建立水动力模型,对三里埂汇流段二维流场进行计算。计算结果表明:在设计航道地形条件下,高水位大流量时,设计航道内存在较大的横向流速,深坑处的流速和弯道环流仍然很大,将继续促进深坑的发展。模型通过对各种方案的比选和优化,提出了优化方案。