山区河流船闸引航道连接段通航水流条件标准

结合嘉陵江苍溪、新政、金溪、凤仪场枢纽等实际工程，通过水工模型试验和船模试验相结合的方法对船闸引航道口门外连接段通航水流条件标准进行了初步探讨。研究结果表明，由于船闸引航道口门外连接段出现回流的几率低，其水流条件主要由纵向流速Vy和横向流速Vx控制，对于山区河流Ⅳ级航道，当连接段布置在主航道一侧时，其水流控制指标Vy≤2.6m/s.Vx≤0.4m/s时.船舶通过连接段进出闸的航行状态均较好。     

长江下游河段大型挖入式港池泥沙回淤研究

在分析感潮河段挖入式港池泥沙淤积机理的基础上,对回流淤积、异重流淤积量及缓流淤积量的计算方法进行了研究,并对长江下游某大型挖入式港池规划方案的淤积量及淤积强度进行了估算。计算结果表明挖入式港池内以异重流淤积为主,港池口门附近的回流区淤积强度最大。文中还对挖入式港池淤积量与港池内水深变化、港池水域面积变化及来水来沙条件变化的相关性进行了总结,得出了一些规律性的结论。     

内河挖入式港池回流流速分布规律的数值模拟

采用k-ε双方程湍流数学模型,建立了三维内河挖入式港池数学模型,分析了不同主流流速及不同港池轴线与主流流向的夹角对内河挖入式港池内的水流运动特性的影响,获得了港池内回流流速的分布规律。研究结果表明,垂向流速值随着主流流速的增大也相应增大;回流横轴断面上各测线平均流速从回流中心向两侧逐渐增大。数值计算结果与模型试验的对比分析表明,数值模拟能够较好的模拟内河挖入式港池内的回流运动特性。     

“S”形急弯河段通航水流条件研究

犬木塘枢纽坝址所在河段呈“S”形急弯形态,上游口门区位于束窄形弯道凹岸,下游引航道口门区在弯曲河流段转向处,枢纽泄水时上下游口门区及连接段水流条件复杂,存在较为严重的斜流和回流,难以满足通航要求。通过1∶100整体物理模型试验,研究上、下游航道不良水流条件形成的主要原因,通过调整上游航线、隔流墙布置、局部疏浚及下游菱形墩结构和布置等综合措施,有效降低了口门区纵横向流速和回流流速,使各项水力指标均满足规范要求,极大改善了船闸上下游引航道及其口门区通航水流条件,确保过闸船舶的安全。     

岷江龙溪口枢纽船闸口门区水流条件数值模拟研究

岷江是是联系周边省市和长江中下游地区的重要通道,船舶的安全航行对该航道的通航安全具有重要意义。通过建立基于非结构化网格的平面二维非恒定流数学模型,对龙溪口电站下泄非恒定流条件下船闸下游口门区附近的水流流场进行了数值模拟。根据模型计算结果可知,对于工况一流量从单机533m~3变化到2,665m~3的过程中,该区域回流流速均控制在0.3m/s以内,满足通航需求;对于工况二右岸引航道下游700m均为主流回流区,回流流速在0～0.4m/s之间,口门区回流平缓,未超过规范要求的0.4m/s;对于工况三当第5～7台机组完全开启时局部最大横向流速已经超过规范规定的Ⅲ级航道横向流速最大标准。该模型的建立为电站机组开启和关闭时间的确定提供指导,减缓水位和流量的骤变对船舶航行带来的影响,对进一步认识岷江航电枢纽下泄非恒定流对通航带来的影响具有一定的促进作用。     

山区河流航电枢纽最大通航流量研究

针对山区河流航电枢纽建设后实际最大通航流量无法满足规范要求的问题,对山区河流航电枢纽布置后的最大通航流量进行研究。依托东风岩航电枢纽,采用物理模型试验等方法,结合东风岩枢纽通航水流条件模型试验和船模试验分析船闸上、下引航道口门区及连接段水流条件和通航条件,从而对东风岩航电枢纽安全通行的最大通航流量提出建议,并提出山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量不应低于天然情况下该河段的禁航流量等结论。该研究成果可为山区河流中低水头航电枢纽最大通航流量的确定提供借鉴。     

引航道与河流主航道的夹角对通航条件影响试验

分析总结了山区河流通航建筑物引航道与河流主航道夹角形成的因素。通过概化物理模型和船模航行试验,研究了船闸布置在弯道凸岸以及引航道与河道斜交布置2种条件下,引航道与河流主航道不同夹角时,口门区和连接段的通航条件。试验表明,当船闸布置在弯道凸岸附近,河道流速为1.5～2.0 m/s时,转弯夹角宜小于20°;当引航道与河道斜向布置,河道流速为1.5 m/s时,夹角宜小于等于25°,当河道流速为2.0～2.5 m/s时,夹角宜小于等于20°。     

超大型集装箱船进出受限港池口门通航条件分析

由于港池口门存在临时码头等限制条件,口门处通航宽度不满足超大型船舶进出港池的要求。拖轮拖带辅助作业可减少超大型船舶进出港池的安全隐患。通过船舶操纵模拟试验并对结果进行分析,得知港池口门外水流流速和风力对拖带船舶进出港池的航行轨迹影响较大。口门外水流流速不大于0.45 m/s、风力不大于6级时船舶可安全进出港池。理论分析与试验研究表明,在通航宽度计算结果不满足规范要求时,可采用拖轮拖带辅助作业并限定风、浪、流等边界条件的方式,达到船舶安全进出港池的目的。     

平直海岸填筑式港口布置水流条件研究

以绥中新港码头方案论证为例,针对平直海岸的水流特点,通过平面二维潮流数学模型对填筑式的突堤码头实施后的水流进行模拟计算,从港池、航道平面流态、码头和航道横流及工程建设对周边水域的影响等角度对码头工程实施的水流条件进行分析。分析认为,平直海岸码头前沿不宜突出岸线太多,相邻港池口门宜尽量布置在同一水平线上以避免口门附近出现复杂流态和减少相互影响;应尽量采用栈桥码头布置较大吨位泊位,可以减小围填工程对周边水流的影响。     

古顶水利枢纽二线船闸下引航道布置物理模型试验研究

多线船闸布置中引航道口门区及连接段通航水流条件是一个重要的研究课题。以古顶水利枢纽二线船闸通航水力学试验为例,研究古顶二线船闸在修建背景下,船闸下引航道口门区及连接段通航水流情况。试验结果表明,口门区及连接段回流及横流流速超标。因此,从布置导航墙、疏浚引航道连接段两方面着手,提出多种优化布置方案,并推荐布置70 m外挑导航墙(50 m直墙+20 m外挑)和疏浚连接段相结合的方式。研究成果为古顶水电站二线船闸的优化布置提供了参考。     

淤泥质海岸环抱式港池建设期的潮流泥沙数值模拟*

利用二维数值模型,对徐圩港大环抱方案工程期间的流场和含沙量分布进行了模拟计算,研究了口门尺度和港内布置形式对口门附近水动力特征及泥沙淤积的影响.结果表明,港内水域面积与口门过水面积的比值决定了口门附近水动力条件的强弱,而水动力条件则与口门附近港池、航道的淤积强度存在一定的反比例关系.在环抱式港池的建设初期,应尽量减小港内无效水域的面积,适当放宽口门宽度,从而在改善口门水流条件的同时,降低港内的淤积强度.     

弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件研究

当船闸下游引航道口门区位于河道的弯曲窄槽段时,由于河道水深较浅、通航水流条件非常复杂,不利于通航。依托京南枢纽二线船闸工程,采用1∶100整体物理模型,对弯曲窄槽型河段多线船闸通航水流条件开展系列试验研究。结果表明:1)原枢纽平面布置方案存在缺陷,下游引航道口门区水流条件易受弯道顶冲水流的影响,弯道处断面束窄导致流速较大。2)同时隔流堤高程太低,会引起水流翻过隔流堤产生混乱水流的现象。提出改进措施:1)上游隔流堤高程应加高至33.46 m,下游隔流堤高程应加高至32.58 m。2)推荐增设隔流墙、调顺岸线,同时开挖河床等。研究方案为京南枢纽二线船闸工程通航水流条件改善提供了技术支持。     

大连长兴岛北港区自然条件分析与泥沙淤积计算

文章对大连长兴岛北港区的自然条件进行了分析,并运用TK-2D软件建立了考虑波浪影响的平面二维潮流泥沙数学模型,对工程造成的流场变化和港区泥沙淤积进行了数值模拟计算。结果表明,总体规划方案实施后,码头泊位区流速减小,东西防波堤之间的内港池流速明显减小;内港池内涨潮存在环流现象。各部位泥沙年淤积强度在0.25 m以内;全港淤积量80万m3/a,全港平均淤强0.10 m/a,没有泥沙骤淤问题。经过比较,从潮流泥沙角度考虑,对比各规划方案以方案2为最佳。     

日照港LNG码头配套航道及防波堤工程方案

日照港岚山港区北作业区规划新增LNG码头,针对其配套航道及防波堤工程平面布置问题,提出3个方案。采用数值模拟方法,推算不同方案下港池、航道,尤其是口门处的测点流速。计算结果表明,工程建设后,港池内各点在防波堤掩护下流速有所降低;受防波堤挑流作用的影响,口门位置处横流流速达到最大;以方案2流速相对较小,且流速大于某一值的持续时间较短。在方案2基础上进行优化,将一段防波堤调整为导流堤,由于导流堤上方可通过一部分水体,堤头附近航道横流有所减小。     

瓦村枢纽下游引航道通航水流条件试验研究

为保证船闸口门区有利于通航的良好水流条件,采用整体定床物理模型对瓦村枢纽船闸下引航道及口门区通航水流条件进行研究。试验结果表明:受电站下泄尾水扩散及尾水渠出口右岸边坡挑流的影响,下引航道口门区水流流态较差,纵横向流速明显超标,不满足船舶安全航行要求。探讨了延长导航墙长度、扩挖尾水出口右岸边坡、增设隔流墩等措施对水流条件的影响,经模型方案比选及优化,确定了下引航道布置推荐方案,较好地解决了口门区横流较大的问题,使下引航道及口门区的水流条件满足船舶安全通航要求。     

取水工程对港内水流条件及泥沙回淤的影响

针对取水工程对港池内水流及泥沙影响问题,以黄骅港综合港区港池取水工程为例,通过在分析工程区域自然条件和泥沙条件的基础上建立三维数学模型的方法,从潮流、泥沙角度分析各取水方案对港池内水流条件和泥沙回淤的影响。结果表明:取水工程实施后整个港池内流速均不大,除取水口外,流速均在0.1 m/s以下。取水工程不会造成周边水域泥沙场的改变,对进港航道及港池淤积影响不大。取水工程实施后在设计最大取水流量范围内不会影响港口的正常运行。     

东营港区航道工程潮流物理模型试验研究

横流是东营港区港口航道建设中面临的关键技术问题之一。针对东营港区进出港航道工程不同防波挡沙堤布置下航道水流条件,采用潮流物理模型试验进行分析研究。结果表明:南、北防波堤形成后,口门航道处流速较大,从改善通航条件的角度出发,修建防波挡沙堤是必要的;防波挡沙潜堤保持相同的坡度,堤头分别修建至-12 m和-14 m时,口门航道水流流速逐步减小,口门横流也随之减小;随着防波挡沙堤堤顶高程增大,堤头挑流流速会有一定程度的增加;潜堤堤头建至-14 m等深线处、堤顶高程在-8 m左右是适宜的。     

长洲水利枢纽四线船闸引航道通航水流条件数值模拟

长洲水利枢纽3、4线船闸拟并列建于现有1、2线船闸右侧,并共用引航道。采用平面二维水流数学模型,对四线船闸充泄水时的上、下游引航道和口门区通航水流条件进行了计算分析。结果表明:引航道内纵向流速、口门区横流以及船闸闸前的惯性水头超标是影响船闸安全运行的主要因素;上游3、4线船闸充水,对1、2线船闸的影响不大,但下游3、4线船闸泄水,对1、2线船闸的影响较大;1、2线船闸充泄水对3、4线船闸影响不大;多数正常运行工况下,3、4线船闸不能同时充泄水,在上游正常蓄水位20.6 m、下游设计最低通航水位3.32 m条件下,3、4线船闸需采用相互输水方式运行。     

乌江思林枢纽二线1000吨级通航建筑物整体水工物理模型试验研究

乌江思林枢纽已建与Ⅳ级航道相适应的通航建筑物不能满足按Ⅲ级航道规划的年过坝货运量要求,拟建思林二线通航建筑物。针对拟建的通航建筑物设计方案引航道口门区及连接段通航水流条件较差的问题,进行正态物理模型研究。采用水流试验、流场实时测量与自航遥控船模相结合的方法,研究不同工况条件下通航建筑物上、下游引航道口门区及连接段通航水流条件和船模操控,通过方案优化比选,得出口门区最优方案布置和适航流量,结论是口门区最优方案为本文修改方案3布置形式,口门区最大通航流量建议采用1 793.8 m³/s,解决了该通航建筑物口门区通航的关键性问题。     

韩江东溪船闸通航水流条件优化试验研究

潮州供水枢纽东溪水闸段呈"C"形弯曲河道特点,新建船闸布置于弯道凸岸,上下游引航道中心线与河道交角较大。通过整体物理模型试验及自航船模验证试验,提出改善水流条件的具体措施。结果表明:通过降低通航标准、优化航线、开挖与调整凸岸岸线等措施,减小了引航道中心线与河道主流流向交角,减弱了上、下游引航道及口门区存在的横向流速、回流等不利流态;有效改善了东溪船闸的通航水流条件,为"C"形弯曲河段船闸布置提供参考。