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。     

新兴城市雨洪利用模式估算分析

随着城市化的不断推进,许多中小型新兴城市面临着新型发展道路的选择,本着"可持续发展,建设社会主义和谐社会"的发展思路,文中对城市雨洪利用的较成熟的几种模型进行了分析,提出了雨洪资源化潜力估算方法,并就新兴城市中雨洪资源化的发展思路提出了几点建议。     

剑潭—横沥河段航道升级措施及模型试验

剑潭—横沥河段航道扩能工程河势弯曲、宽窄相间、滩多水浅、上下相连、输沙能力有限、人为采沙活动严重,工程整体性高且与河段联动效应强。根据滩险碍航特征和整体优化的原则,提出"疏浚为主、整疏结合、控制河势、稳定航槽"的整治原则,认为航槽应沿河道深泓布置,挖槽纵向采用变底坡设计,横向采用梯形断面或复式断面形式。应完善整治建筑物布置,适当束窄整治线宽度,并充分利用已有丁坝,新建丁坝和加长旧坝。开展定床物理模型试验与水流泥沙动床物理模型试验,分析改造后航道沿程水位、比降、流速的变化,明确航道泥沙的冲淤量,研究改造措施的合理性。结果表明,整治后航道沿程水位与比降下降,航道流速增加,年均淤积量为3.98万m3,改造措施合理可行。     

长江上游车亭碛水道小南海滩段河床演变规律

车亭碛水道小南海滩为长江上游重点碍航河段,兼具浅险滩和急流滩的特点。选用多年实测资料研究该河段水沙特性以及岸线、深泓和典型断面等变化,分析小南海滩近几十年尤其三峡成库后演变规律。结果表明,小南海滩段平面形态稳定,但局部深槽位置受整治工程影响发生显著变化。三峡蓄水后,小南海滩段枯期处于回水变动区内。由于枯水小流量挟沙能力弱,且上游向家坝拦蓄大量泥沙,因而未发生明显淤积,其演变仍以整治工程措施为主要诱因。     

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。     

基于叶梢小翼的泵喷推进器梢隙涡控制方法数值研究

泵喷推进器转子叶片梢涡不仅会降低推进器空化性能,而且会引起较大的梢隙压力脉动和非定常激励力,从而降低推进器声学性能。因此,泵喷梢隙涡控制是提升推进器声学性能的有效途径。该文针对某前置定子泵喷推进器,提出基于叶梢翼的梢涡控制措施,并利用高精度数值仿真方法对比分析了抑制梢涡前后的泵喷推进器推进性能、流场结构、压力脉动等特性。研究结果表明：基于叶梢翼的转子梢涡控制方法可显著抑制泵喷梢涡发展和叶梢间隙压力脉动,并且对推进器的水动力性能影响较小,可为泵喷推进器声学优化提供参考。     

北江清远枢纽三线船闸通航水流条件及优化措施*

北江水运需求增长、航道扩能升级,拟在清远枢纽一、二线船闸基础上新建三线船闸并预留四线船闸建设空间。针对三线船闸左岸建设方案建立平面二维水流数学模型,研究引航道口门区及连接段通航水流条件及存在的问题。结果表明：1）在工况2～4（Q≥5 000 m3/s）,三线船闸上游口门区横流显著,大于0.3 m/s。2）船闸下游大燕河水流入汇直冲航道。工况3中大燕河流量为1 510 m3/s时,汇口处连接段横流超标、通航条件差。3）进一步对船闸方案进行优化试验后,采取上游口门区增设导流墩、下游大燕河口布置导流顺坝和导流墩、拓宽浚深大燕河口的措施,可有效改善横流。     

东江中游长河段浅滩群航道整治模型试验研究

为促进沿岸经济发展,东江中游开展航道扩能升级工程,拟从Ⅴ级航道提升至Ⅲ级。但该段浅滩密布,槽窄水浅,整治应考虑多滩联动效应,整治方式与单滩不同,整治难度较大。根据水文、地形资料,在分析各碍航沙质浅滩滩性的基础上,提出了以疏浚为主、整疏结合的整治原则和措施。通过模型试验,针对长河段开挖航槽导致的水流归槽、流速增大、流态恶化等问题提出开挖复式断面河槽的方案,并基于动床试验得到的挖槽回淤量分布,提出保持航道稳定的建议。试验结果表明整治效果良好,方案实施后全河段基本达到设计要求,为同类航道整治工程提供借鉴经验。     

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。     

基于格子Boltzmann方法的航道整治建筑物影响下过饱和总溶解气体输移释放规律

基于双分布函数-浅水Lattice Boltzmann方法，建立了过饱和总溶解气体(TDG)输移模型，研究某电站下游航道整治建筑物对河道内TDG输移规律的影响。结果显示，整治建筑物的修建对主流区流态和TDG变化影响较小；航道整治建筑物对河道过饱和TDG时空分布的影响主要表征于整治建筑物局部区域范围内，整治建筑物坝田回流区流速降低，水体传质减弱，从而导致TDG浓度降低且低浓度区域面积增加，可以为鱼类提供一定避难空间。该研究为水体中TDG输移扩散的研究提供了一种新的方法，同时为改善电站泄水导致TDG过饱和对鱼类的不良影响和建设生态水道提供科学依据。