鸭绿江公路大桥桥区河段平面二维潮流泥沙数学模型研究

为研究在建鸭绿江公路大桥桥墩及施工栈桥等对航道条件的影响,建立了二维潮流泥沙数学模型,对桥区河段水动力条件和河床冲淤变化进行了模拟研究。研究结果表明大桥施工期桥区河段出现的剧烈变形主要由河床自然演变造成,淤积的主要原因是前期冲刷量大、河床自动恢复平衡的结果。施工栈桥和桥墩也对淤积产生一定贡献,拆除后河床会产生一定的冲刷和恢复调整。     

清水下泄条件下芦家河水道沙泓进口淤沙浅滩形成机理研究

三峡蓄水以来,清水下泄条件下芦家河水道发生明显冲刷,受河段边界条件、水动力条件、来水来沙条件影响,近年来沙泓进口河段泥沙淤积逐渐开始形成新的浅滩。分析了芦家河水道河道形态、水文泥沙、冲淤演变以及洲滩变化特征,在此基础上,结合河床演变机理,分析了芦家河水道沙泓进口淤沙浅滩主要影响因素,并对芦家河沙泓进口泥沙冲淤变化、滩槽变化以及水流条件变化趋势进行了预测。     

新海港防波堤建设对水动力环境的影响研究

本文以海口港新海港区为研究背景,采用二维潮流泥沙数值模拟的手段计算并分析新海港某港池拟建防波堤工程对港区海域及航道的水动力环境的影响大小及范围,着重分析进出港航道流速、冲淤的变化情况。计算结果表明:因该海域东向流占优,防波堤工程对潮流的影响范围东向流大于西向流;受防波堤挑流作用,航道内流速较之工程前略有增大,并且航槽呈冲刷态势,最大冲深0.15m/a;港池内流速较之工程前减小,呈淤积态势,最大淤厚0.21m/a。     

斜交桥梁对山区航道通航水流条件的影响

受地形和线位制约,很多山区桥梁采用斜交方式跨河,给航道通航安全造成很大压力。为保证主航道通航安全,兰江特大桥斜跨兰江航道时拟采用扭转桥墩和增大引桥桥跨两种结构优化方案,以减小桥墩阻力作用和墩尾挑流造成的水流紊动效应。本文结合二维数值模型,分析拟建兰江特大桥两种优化方案对桥位附近通航水流条件的改善效果。研究结果表明:主墩轴线与斜交桥梁轴线垂直时,水流流向与主墩轴线夹角约为20°,由桥墩阻力和绕流作用导致流速变化的影响范围较广,主墩墩尾挑流作用明显;桥墩扭转后,主墩轴线与水流方向基本齐平,墩尾挑流得到明显改善;增大引桥桥跨后,桥墩阻水作用减弱,通航水流条件得到进一步改善。     

黄沙沥水道中上游河道演变分析

为了研究珠江三角洲地区近期河床演变规律,以中山市黄沙沥水道为例,取黄沙沥中上游河道1999年、2012年和2018年的三次实测地形资料,对比分析黄沙沥水道中上游河道近期冲淤演变规律;分析结果表明1999年～2018年间分析河段近期冲淤演变总体表现为轻微冲刷,由于河道水沙条件、水利规划、采沙规划、航道整治规划等影响与实施,其中2 012年～2018年间分析河段表现为轻微淤积。     

新建桥墩对整治建筑物影响及守护措施研究

拟建南纪门轨道专用桥桥墩距离下游整治建筑物最小距离仅24 m,桥墩建成后将对整治建筑物自身稳定产生一定的不利影响,进而可能影响该河段航道整治效果和既定整治目标的实现。采用二维水流泥沙数学模型,计算桥墩建成后水沙条件变化,并对提出的联合守护方案效果进行分析。结果表明：桥梁建设对工程河段航道的通航水流条件影响较小,但会造成桥墩、直立式挡墙前沿和丁顺坝坝头等区域产生局部冲刷,影响桥墩、挡墙及Z^#₁丁顺坝自身的稳定性;联合守护方案实施后,局部冲刷范围明显减小,冲刷强度显著减弱,保障了整治建筑物和桥梁的稳定性,确保航道整治工程原设计功能的正常发挥。     

嘉陵江航道泥沙淤积原型观测分析

为更好地指导航道管理维护工作,促进航运发展,介绍嘉陵江航道泥沙淤积原型观测情况,从河段基本情况、水沙特性、冲淤量及淤积变化、深泓剖面冲淤变化等4个方面进行原型观测分析。结果表明:嘉陵江河道受水库回水影响,末端形成淤积造成航道中的水深不够而碍航,或者因河底床沙运动剧烈形成沙坡而突然碍航。结合嘉陵江河段的冲淤分布确定重点碍航段,分析各段航道内冲淤情况,为以后观测治理工作提供可靠参考依据。     

瓯江口中沙采沙对温州港航道的影响研究

采用水动力泥沙环境分析、中沙水域冲淤演变分析、潮流数学模型计算、航道泥沙淤积计算等手段对中沙有限量采沙对温州进出港主航道的影响进行了分析和论证。结果表明,在中沙浅滩进行有限量的采沙基本不会对温州港进出港主航道造成负面影响。     

桥墩对周围海域水动力环境影响研究

建设在海岸河口水域的大桥桥墩,会增加桥位水域的阻力并减小过水断面,从而对周围海区的水动力环境产生一定影响,而海岸河口水动力较为复杂,单纯采用某一种研究手段往往难以全面地分析这种影响。文章以浙江省温州市大门大桥为例,通过对大桥所在的大、小门岛和沙头水道海域的水动力条件、泥沙条件及地形冲淤变化进行分析,掌握了该海域的水文泥沙环境与冲淤演变规律,对大桥建设后地形演变趋势进行了预测;然后又建立了二维潮流场数学模型,模拟研究大桥建设对周围海区的潮位、水流、潮量等水动力环境的影响。结果表明:工程建成后,工程对周围海域水动力环境影响仅在桥位附近,不会引起其他水道和海域的改变。     

冀东南堡人工岛工程潮流泥沙数值模拟*

采用平面二维潮流、泥沙数学模型,结合三重嵌套网格模式,就冀东南堡人工岛附近海域的潮流及泥沙场进行模拟。人工岛工程前、后的潮流场变化表明:由于人工岛及引桥对水流的拦截作用,人工岛后沿及引桥两侧流速减小,人工岛前沿则随着过水断面束窄,流速有所增大。同时,在挖沙池附近,由于局部地形调整,水动力条件在不同位置变化情况稍有差异。此外,泥沙冲淤演变验证了水动力条件变化对泥沙输移的影响:在水流流速增大的区域发生冲刷,而在水流动力减弱的区域则发生淤积。     

重庆主城区河段泥沙冲淤变化对港口、航道的影响及治理措施

重庆主城区河段处于回水变动区,三峡水库按175 m方案蓄水后,随着水库运行时间的增长,主城区河段的泥沙淤积将成累积性增加,两岸边滩加高加宽,弯道凹岸冲刷,凸岸淤积,河床演变剧烈,泥沙淤积将会对重庆河段的港口、航道和沿江市政基础设施和生态环境等造成一定负面影响。综合各方面考虑,进一步加大长江上游的水土保持力度,采取建库拦沙及蓄水攻沙,根据泥沙淤积情况规划调整河道岸线,实施港口改造和航道整治等综合措施,将成为减少重庆河段泥沙淤积的有效措施。     

三峡水库蓄水以来重点淤积水道黄花城河床演变及航道变化

针对三峡水库蓄水以来常年回水区重点淤积水道黄花城出现泥沙累积性淤积的问题,根据三峡水库蓄水以来原型观测资料,分析黄花城水道蓄水以来水位变化、泥沙冲淤特性、典型断面冲淤变化和等深线变化,对该河道的航道条件变化和演变趋势进行预测。结果表明:黄花城水道存在细沙累积性淤积,主要淤积部位较为固定,2012年以前淤积速度、厚度和范围均较大,2012年以后随着上游来沙量减少的趋势渐缓,黄花城水道泥沙淤积速度逐渐减小。     

淮河干流刘台子弯道水动力及河床变形数值模拟研究

为分析和评价刘台子弯道河段在不同整治方案下的工程效果,采用SIMHYD-2D平台构建二维泥沙数学模型对淮河干流临淮岗闸下—鲁台子河段2种整治方案进行水动力及河床变形数值模拟研究。结果表明:二维水沙数学模型能够很好地模拟河道的水力因子,也能合理地模拟自然条件下的冲淤分布,可以用于开展工程河段的冲淤演变预测分析;经过冲淤调整10 a后,在2种整治方案下,临鲁段河道主槽仍以冲刷为主,冲刷速度减缓,滩地仍以淤积为主,整体河道表现为冲刷;通过对比分析2种整治方案裁弯对上下游河道水沙运动及冲淤的影响、通航水流条件及新老河段未来冲淤情况,推荐方案2作为整治方案。     

长江下游黑沙洲南水道河床演变及碍航特性

依据河道实测水文、地形资料对长江下游黑沙洲水道河床演变和碍航特性进行深入分析,初步提出该河段的航道整治思路。分析表明:大水年尤其是特大洪水年,河床冲淤变化相对较大,南水道过渡段左槽冲刷、右槽中下段淤积现象明显。主要原因是洪水期南水道过渡段漫滩水流增强,左槽分流沿程增加、右槽分流沿程减小,江中心滩束流作用有限,处于缓流区的右槽下段输沙能力不足,汛后冲刷不充分。航道整治的基本思路为稳定相对有利的滩槽格局,拦截漫滩水流、限制左槽的进一步冲刷发展、增强南水道右槽水流的冲刷能力。     

瓯江河口及温州浅滩冲淤演变分析

基于瓯江河口和温州浅滩多年实测水文泥沙及地形水深资料,研究其冲淤演变特征。结果表明:瓯江流域径流量呈现年际、洪枯流量差别大的特点,此特性对瓯江河床冲淤变化起着至关重要的作用;瓯江口外及温州浅滩区域由于风浪作用引起泥沙再悬浮,导致其含沙量增大;瓯江河口地形表现为"洪冲枯淤"的特点,尽管河床纵、横向冲淤变化频繁,但河床冲淤幅度和河道容积在年间与年内变化不大,相对稳定;而温州浅滩则处于不断淤涨状态。特别是近期的人工围垦工程的建设进一步加大了其淤积速度,浅滩内普遍发生淤积,其中浅滩南端、北段及邻近灵霓大堤附近淤积最甚。同时,温州浅滩靠南口水道部分由于灵霓北堤建设及完成后封堵了其北侧上浅滩的潮量,从而加大了大、小霓屿岛间进入浅滩的潮量,使得其在1999—2010年间处于冲刷的状态。     

三峡水库蓄水运用后枝江水道河床演变特征分析

三峡水利枢纽工程蓄水运用后,下游河段均发生再造床过程,河床冲淤调整相对剧烈。基于枝江水道三峡水库蓄水后2003~2015年原型观测资料,分析蓄水后该水道河床的冲淤及航道条件变化情况。结果表明:该水道在三峡蓄水后总体处于冲刷态势,尤以河槽冲刷明显,局部区域有所淤积,洲滩受守护工程作用略有淤积,枝江上浅区水深不足问题逐年恶化,进而影响主航道条件,同时极有可能加剧上游芦家河水道坡陡流急问题。在此基础上,对本水道河床演变趋势进行预测,一方面目前尚可的航道条件在自然作用下存在恶化的可能,另一方面枝江上浅区将成为本水道提高航道尺度的关键部位。本文可为本水道航道尺度的进一步提高提供治理思路和工程设计依据。     

营口港扩建工程泥沙问题分析

通过新的实测资料、潮流数值模拟及以往对营口港鲅鱼圈港区的研究成果,判断该区的水动力条件及泥沙特性,对岸滩演变趋势进行预测,并计算该港区、航道的年淤积强度及淤积量,对红海河口、南堤和北堤外受工程影响造成的冲淤情况进行分析。结果表明,该海区主要以悬移质落淤为主,工程建设后对该区的泥沙运移不会产生大的影响。     

平面二维水沙数值模拟方法及其在坝油滩河段中的应用

根据泥沙交换原理,对河床变形计算方法进行了若干改进.采用有限体积法(SIMPLEC程式)对拟合坐标系下的水沙基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法.在北盘江坝油滩河道中对水位、水流流速以及河床冲淤等进行了验证计算及分析.数值实验表明,该模型能正确地模拟天然河道水流以及河床的冲刷、淤积过程.     

商合杭铁路芜湖长江大桥通航条件及水动力影响试验研究

当河道受到自然或人为因素影响而改变局部边界条件时,水流运动将会发生变化,并进一步引起河床的冲淤调整。桥梁兴建后在一定范围内会造成水动力条件改变,引起局部河床冲淤调整,对工程河段通航条件带来一定程度的影响。以商合杭铁路芜湖长江大桥的兴建为例,利用建立的物理模型,对桥址河段水流运动特性进行试验分析,模拟建桥后对工程河段水动力及通航条件的影响。结合试验对桥式方案进行优化,对方案通航条件的影响及适应性进行了分析,为桥梁设计提供参考。     

河床变形计算方法的研究及其工程应用

根据泥沙交换原理,对河床变形计算方法进行了若干改进。采用有限体积法(SIMPLEC程式)对拟合坐标系下的水沙基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法。在北盘江坝油滩河道中对水位、水流流速以及河床冲淤等进行了验证计算及分析。数值实验表明,该模型能正确地模拟天然河道水流以及河床的冲刷、淤积过程。