大水位变幅水库回水变动区码头通航水流条件研究

针对大水位变幅影响下的水库变动回水区码头前沿通航水流条件问题,以在建的白鹤滩水电站坝址下游白石滩翻坝码头为例,通过二维水动力数值模拟研究方法,对大水位变幅水位进行分级,开展白石滩翻坝码头通航水流条件的影响研究,得出码头最高通航流量与分级水位呈线性的关系：码头前沿水位越高通航水流条件越好,当码头河段水位≥585 m时,在各级流量下码头前沿通航水域水流条件均满足船舶安全停靠和通航的要求,说明码头按照建成后在较高水位期间运行的设计方案是可行的。     

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。     

嘉陵江草街—北碚段航道整治效果及补水需求分析

嘉陵江草街至河口段整治工程分期实施,部分滩段整治效果未及预期,通航条件仍然较差。针对嘉陵江草街至北碚段航道枯水期斑鸠背、二郎滩等滩段出浅碍航的问题,结合深度平均的平面二维水力学数值模拟和航道通航水流条件原型观测,分析研究河段各滩险的碍航特性及整治效果,提出重点滩段达到航道维护尺度的流量要求及相应保证率。研究结果表明:嘉陵江草街至北碚段航道近年来虽进行了系统整治,航道通航水流条件得到一定的改善,但受逐年地形变化影响,航槽内冲淤变化显著,目前已不能满足Ⅲ级航道尺度要求;在现状条件下,满足Ⅲ级航道尺度要求的草街最小下泄流量约为1 391 m~3/s。     

山区陡比降河段兼顾综合效益的航道整治措施研究*

老木孔电站是岷江航道梯级连通的重要节点。在建设该电站同时，其坝址至下游犍为电站库尾之间天然河段将通过整治措施提升至Ⅲ级航道。出于生态及人文环境保护目的，要求将老木孔原规划正常蓄水位降低1 m。结合航道整治，通过降低坝下河段水面比降的方式，研究兼顾补偿电站发电水头和保证通航条件的整治措施。采用数学模型进行方案比选，调整坝下流向并逐步优化分流比，提出最优的推荐方案。结果表明，优化方案3既能保证引航道连接段水流条件满足规范要求，又可以降低坝下水位、补偿发电效益。     

嘉陵江草街—河口段航道通航条件及补水需求分析*

嘉陵江草街—河口段航道枯水期存在多滩群出浅碍航问题,尤其三峡库区建成后,该河段水沙变化更为复杂。受逐年地形变化的影响,航道整治效果不能达到规划航道维护尺度标准。为探讨电站下游长河段浅滩碍航问题的改善措施,采用二维水动力学数值模拟方法,分析三峡库区回水对该河段航道尺度的影响,得到不同水位条件下嘉陵江河口航道碍航浅滩的分布特征,提出各重点滩段达到维护尺度的最小流量要求及其保证率。结果表明,嘉陵江草街—河口段不同滩段在相同流量下的水位差异明显;现状条件下浅滩碍航问题突出;在现有地形条件下满足Ⅲ级航道尺度要求的最小下泄流量约为1 620 m3/s。     

深水库区急弯段航道通航能力提升方案*

随着三峡和葛洲坝枢纽通航能力的提升，两坝间航道仍是制约长江干线航运发展的瓶颈，其中石牌弯段则是主要碍航段之一。针对石牌弯段采用原型观测和三维数值模拟方法，分别开展隧洞引流和通航隧洞方案的研究。结果表明，深水库区弯曲航道因分流隧洞进出口水面比降小、流速低，分流量极其有限，无法达到预期分流效果和改善急弯段通航条件的目的；采用隧洞通航方式，水力指标基本满足规范要求，可有效提升通航效率。研究成果可为深水库区急弯航道通航能力的提升提供理论支撑和技术参考。     

东江中游采砂对航道整治的影响*

东江中游横沥至沥口段航道连续出浅有待整治,而该河段同时又承担采砂任务。为探究在航道扩能升级工程已实施背景下河段采挖砂工程的的可行性,采用深度积分水动力学数值试验,研究航道整治方案和采砂规划同时实施后该河段水深、流速、水面线变化,并结合反馈信息调整航道整治方案。结果表明：在航道整治后实施采砂规划,会直接导致上游水位单调下降以及水流归槽流态恶化等问题,必须通过新一轮整治才能满足通航要求。整体来看,“十三五”采砂规划可以结合航道整治来实现,但将来在保障航道运输能力的前提下,东江河段已无规划采砂工程的客观条件。     

基于船模的枢纽通航及码头靠离泊试验研究

传统的通航条件影响研究,不能全面准确反映航道水流条件和边界条件对船舶航行的综合影响以及船舶与航道水流条件的相互作用。利用小比尺船模测控技术,对大渡河沫水航电枢纽上、下游航道通航水流及上游码头靠离泊进行试验研究。结合试验研究成果进行定量与定性分析,提出枢纽上下游航道最高通航流量为4 500 m3s,为枢纽工程方案的设计优化及上游码头靠离泊方案的选取提供了科学可靠的数据基础。