向家坝水电站日调节非恒定流的传播特征研究

水电站的调度运行改变了天然河道的水流条件,日调节引起的非恒定流导致坝下游河道的水位陡涨陡落、流速时大时小、流态时好时坏,对下游的航道维护、船舶的安全航行及港口、码头的正常作业等产生不利的影响。文章以向家坝水电站为例,按照其典型调度运行方式,建立几何比尺为1:100的物理模型,根据向家坝电站日调节试验在坝下游长河段所引起的的水位及流速等数据,总结出向家坝水电站日调节非恒定流的水位及流速在不同河段的传播特征,为研究电站日调节非恒定流对坝址下游长河段航道条件的影响提供理论依据。     

长江上游日调节非恒定流对拴疆碛浅滩航道要素的影响*

向家坝水电站日调节非恒定流与岷江日调节非恒定流在宜宾合江门汇合形成新的非恒定流过程,波长超过200 km,对宜宾—泸州河段（叙泸段）航道滩险的通航要素产生明显影响。采用平面二维非恒定水流数学模型,计算分析代表工况下日调节非恒定流传播规律及其对叙泸段拴疆碛航道要素的影响。结果表明：1）日调节非恒定流自合江门传递到拴疆碛约1.5 h,拴疆碛水位日变幅最大约1.053 m,相较于合江门衰减约30%,且波峰时期水面比降小于波谷时期,拴疆碛卵石滩采砂对非恒定流运动产生明显影响;2）代表性日调节非恒定流过程中,拴疆碛河段满足航道维护标准2.9 m水深的河宽在204~585 m,现有航标设置存在航道边界不满足最小维护水深情况,须对现有航标设置方案进行优化。     

向家坝枢纽非恒定泄流对落锅滩河段航道通航条件的影响

电站日调节非恒定流对下游河道的影响是向家坝工程在运行时需要考虑的主要问题。通过长河段二维非恒定数学模型计算分析向家坝日调节非恒定流对落锅滩河段航道通航水流条件的影响,选取两种典型日调节工况和泄洪工况分析河段内水位、流量、流速等水力因素变化特性。结果表明,两种典型日调节工况下非恒定流传播至落锅滩水位变幅在1. 26～1. 46 m,泄洪工况下水位最大日变幅在2. 05～2. 96 m,非恒定流对河段产生了一定影响,根据目前通航标准来看,4种工况下河段内水力指标均能够达到通航水力指标。建议对坝下非恒定流特征及其对航道、港口码头的影响情况进行原型观测,积累实践经验,为进一步优化电站调度方案和下游航道维护等方面提供依据。     

金沙江(水富至宜宾)航道整治工程设计最低通航水位的推求

在深入分析金沙江段航道天然设计流量和水电站调度运行方式的基础上,采用电站设计日调节流量计算推求方法,结合南京水利科学研究院"向家坝下游一维非恒定流数值计算的分析"的成果,计算确定了研究河段航道整治工程的设计最低通航水位。     

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。     

非恒定流条件下叙泸段航道水深资源利用研究

金沙江向家坝水电站运行以来,给社会经济带来巨大效益的同时,产生的非恒定流过程给长江上游宜宾—泸州段航道船舶通行带来不利影响。为了使枯水期更多的大中型船舶提升载货量,并顺利通过航道沿程滩险,利用优化的一维非恒定流数学模型计算出叙泸段航道沿程流量与水位过程,依照验证后的计算结果对非恒定流水深资源时空分布规律进行分析,得出枯水期叙泸段航道非恒定流沿程传播时间、宜宾最佳通航时间段以及重点滩险船舶航行速度。     

向家坝日调节对中嘴码头运行的影响

为分析向家坝水电站日调节运行对下游中嘴码头通航水流条件的影响，建立1：100正态物理模型，对向家坝水电站典型日调节工况进行模拟，分析日调节非恒定流引起的中嘴码头水域流速、水位和比降等通航水力要素的变化过程，同时结合流场分布资料和自航船模试验，研究日调节对船舶航行以及进出港靠泊的影响。结果表明，电站按照拟定的水位变幅进行日调节时，码头河段水位变幅未超过电站运行调度规程允许值，水流条件满足船舶航行要求，船舶可以正常进出港靠泊作业，对码头运行影响较小。研究成果可为电站日调节调度运行提供参考。     

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。     

长江宜宾航道局科技项目喜获中国航海学会科学技术二等奖

正3月14日,从中国航海学会获悉,由长江宜宾航道局牵头,联合重庆交通大学、长江重庆航运工程勘察设计院等科研单位开展的《向家坝日调节非恒定流传播规律与航道维护技术》,荣获2019年度中国航海学会科学技术二等奖。该奖项是宜宾局建局以来首次获得的最高科技奖项。据悉,该局组织牵头的"向家坝日调节非恒     

满足通航标准条件下电站最小下泄流量计算与分析

金沙江最下游梯级向家坝水电站已蓄水至正常蓄水位,但相关航运参数仍存在较大争议。为保障长江上游干线基本维护尺度,用保证频率法、保障航道基本维护尺度反推流量法、天然入汇比分配法等对金沙江向家坝水电站最小下泄流量进行研究分析,认为:在干支流均建电站的条件下,按照天然入汇比分配法较为合适;在不考虑非恒定流及河床冲刷影响的情况下,向家坝水电站最小下泄流量不应小于1 296 m3s。     

西江界首至肇庆河段航道设计最低通航水位研究

水沙变异条件下航道设计水位研究是航道整治工程中的重要问题。在对西江界首至肇庆河段重点滩段河床演变分析的基础上,根据河段的水文情势变化特点,采用综合历时曲线法计算航道设计流量,通过数学模型计算分析潮汐、枢纽下泄非恒定流、航道整治工程等因素对设计水位的影响,然后确定航道设计水位。研究成果对于水沙变异条件下枢纽下游径潮流过渡河段的设计水位计算具有参考意义。     

2018年度长江上游航道维护性疏浚工程后评价

系统评估2018年长江上游航道维护性疏浚工程实施效果,为今后航道维护工程提供技术参考。基于年度水情及航道疏浚滩段分布情况,分析维护性疏浚方案设计、施工时机和频次、施工过程的动态管理及航道可持续性等。结果显示,2018年长江上游干线航道维护性疏浚工程总体效果良好,滩段选择及疏浚方案设计与河道演变规律基本适应;疏浚时机及频次基本合理,最大程度地缓解了与通航的矛盾;但由于维护性疏浚未大幅改变河道水流特性和河床边界,因此天然河段浅滩航道可持续性较差,仍需加强观测,必要时采取其他整治措施。     

数字航道技术在内河航道管理中的应用

在分析当前我国水运经济发展及国内外内河航道管理现状的基础上,探讨数字航道系统的基本概念、系统总体结构和工作流程,并分析数字航道系统在我国内河航道管理中的应用前景。     

乌江渡枢纽下游航道二维非恒定流数学模型研究

受上游乌江渡枢纽调峰影响,乌江的乌江渡枢纽至漩塘河段水位陡涨陡落。建立乌江渡枢纽下游航道二维非恒定流数学模型,验证了原型水位和流速分布,计算了不同工况条件下乌江渡枢纽泄水波传播过程,研究了乌江渡枢纽非恒定流下泄对下游航道的影响。     

新时期长江口航道建设深化研究方向的探讨

长江口航道的建设与管理面临着河势背景深刻变化的新情况和生态优先等新要求.为了进一步提高航道的综合通过能力,分析近几十年来长江口河势的主要变化,归纳长江口深水航道的治理(设计)思路.基于对长江口在盐、淡水交汇和潮汐环境中的黏性细颗粒泥沙运动物理过程和航道回淤机理的认识,包括盐度和含沙量的层化、紊动抑制、悬沙斜压效应以及纵...     

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。     

内河航道服务水平及通过能力研究

以交通工程理论为基础,结合内河航道特征提出航道服务水平概念及指标;以内河和渠化航道标准船型为依据对内河航道服务水平指标进行量化,在此基础上确定服务水平等级;将船舶交通流理论和航道服务水平相结合建立内河航道通过能力计算模型。以淮河出海航道运行资料为依据,计算航道通过能力,并与设计水平年货流密度进行对比分析,可供内河航道规划、建设、评估、维护或升级提供理论参考。     

龙溪口航电枢纽工程施工期智能航道系统研究

针对龙溪口航电枢纽工程施工期所在河段不断航，且来往船舶多，临时航道通航环境复杂的情况，设计开发了施工期智能航道系统，该系统以电子航道图为显示基础，实现航道水位、流速流量和水深的实时监测、航标遥控遥测、船舶动态管理等功能，并提供共享与服务接口，系统的实施实现了对河道表面流速场的非接触、无人值守的实时测量，以及对航标、船舶的动态管理，提高了管理效率，保障了龙溪口枢纽工程施工期工程河段的通航安全。