长洲枢纽一、二线船闸通过能力变化及航运潜能释放*

长洲水利枢纽过闸货运量已跃居世界天然航道首位。然而坝下枯水位持续降落引起一、二线船闸通航保证率大幅下降，制约枢纽的整体通过能力。基于实测水文资料和模型试验成果，分析一、二线船闸通过能力变化。结果表明：枢纽运行以来，水位降落引起一、二线船闸可通航船舶吨级总体呈下降趋势，原设计船型分别为2 000、1 000吨级，至2019年一、二线船闸在设计流量（外江1 090 m3/s）下仅能通过500、100吨级；贵梧3 000吨级航道整治工程实施后，西江运行中的国标船型和西江船型得以顺利过闸（一、二线船闸）所需的外江最小下泄流量分别为1 875、2 470 m3/s。优化上游库群联合调度提升枯季下泄流量，优化不同泄流条件下一、二线船闸的组合调度，深度释放船闸的利用率，是现状全面提升长洲枢纽整体通过能力的重要途径。     

内河航道横流对船舶航行的影响

为了使船舶能安全通过航道内的横流区域,利用水槽进行遥控自航船模试验,提出了内河航道横流对船舶航行横漂速度、漂角、航迹带宽度和漂距影响的经验公式,分析了Ⅳ与Ⅴ级航道横向流速的限值范围。分析结果表明:横流对船舶航行的影响程度主要与对岸航速成反比,与横流的大小及区域长度成正比,与船型大小(航道等级)成反比,同时与驾驶员的航行经验和初始船位有关;在限制航路航行方式过程中,Ⅳ与Ⅴ级航道对岸航速为2、3、4m·s-1时,可克服的一个船长内横流限值为0.48、0.58、0.70m·s-1。     

弯曲分汊河段桥区通航水流条件及通航孔调整净宽分析*

建设于弯道、分汊的通航环境复杂河段的老旧桥梁在部分水情下海事安全风险较高。为研究调整通航孔对提高此类老旧桥梁通航安全性的作用,以赣江丰城公路大桥为例,建立全长14.7 km的二维水流数学模型,对下游龙头山航电枢纽运行前后洪、中、枯各级流量下河道水流特性、桥孔内和桥区通航水流条件进行计算与分析,并按照规范方法论证桥梁净宽尺度及其调整的可行性。研究成果可为类似弯曲分汊河段老旧桥梁通航环境改善提供借鉴。     

西江长洲枢纽库尾段采砂工程对航道通航水流条件的影响

西江航道桂平航运枢纽—长洲水利枢纽之间存在约34 km的水位未衔接段,而大藤峡水利枢纽建设选取的江口料场位于长洲枢纽库区回水末端和上游附近滩段。为研究库尾段采砂工程对上游通航水流条件的影响,须同步考虑上游来水和下游库区回水的变化,建立桂平三江口上游黔江河段16 km和桂平枢纽—长洲枢纽约156 km的长河段二维水流数学模型,分析采砂工程对航道通航水流条件的影响。结果表明,采砂工程实施后上游桂平航运枢纽引航道水位降落0.09 m,布岭沙弯道凸岸侧边滩挖除引起主流一定左偏。整体上,除设计流量外,库尾段采砂工程对航道水流条件影响较小。     

软体排与扭双工字透水框架结构潜堤下游联合护底试验研究

为充分利用软体排与扭双工字透水框架的各自结构护底优势、减少工程投资,通过水槽试验研究了潜堤下游两者联合护底的水动力特性、防护效果及适用部位、布置方式等关键技术问题。结果表明坝脚附近出现下沉水流、堤坝后存在横轴环流;框架群可有效减缓水平向滩面水流,但无法消减越堤的竖向水流,框架不能直接抛投于堤脚或坝脚处,应抛投于软体排的下排边;排边框架抛投宽度以20 m左右(5 m搭接)为宜,框架抛投密度以2个m2时效果最佳;成果可为工程设计提供技术参考。     

和畅洲水道深水潜堤施工过程引起的水动力变化

和畅洲水道拟在北汊修建潜堤的位置水深流急,施工难度大。通过建立三维水动力数学模型,计算分析拟建上游潜堤逐步抬高施工过程的不同阶段中潜堤附近水流结构的变化情况。结果表明:施工过程中潜堤附近局部水面比降最大达3‰;随着施工过程的推进,深槽主流流速及流速梯度逐渐增大,对堤前流速影响主要在30 m范围以内,最大垂线平均流速和表面流速分别为1.85、2.1 ms。研究成果可为和畅洲大水深施工过程中可能遇到的局部水动力变化导致的施工措施的调整提供参考,以提高施工精度。     

岷江下游中枯水碍航浅急滩段航道整治方案*

山区冲积性河流滩槽明显,连续弯道间易形成中枯水期碍航的浅、急滩。针对此类滩段整治中简单疏浚可能引起水流归槽而恶化的问题,以岷江新开河滩段Ⅲ级航道工程为例,建立全长约10 km的河工定床模型,对研究河段的河床演变规律与碍航特征、工程前水流特性和航道整治设计方案及优化措施的效果等进行分析,归纳总结出中枯水碍航浅急滩的整治思路和方案。结果表明,方案实施后航道纵向流速在3.5 m/s以下、水面比降小于2.45‰,满足航道治理要求。     

潜堤下游软体排与透水框架联合护底效果分析*

软体排和透水框架护底作用机理及应用条件各异。为充分发挥两者的优势,提出联合护底的结构形式。通过水槽试验研究潜堤下游联合护底的防护效果,并分析联合护底的经济性。结果表明,采用联合护底能够有效减弱护底边缘的局部冲刷强度,要达到相近的护底守护效果,联合护底相对单纯软体排护底可节省工程投资5%以上。     

和畅洲汊道限流潜堤施工顺序研究

和畅洲水道拟通过在北汊修建潜堤以改善南汊航道条件。拟建潜堤横跨河道深槽,水深流急导致深水区施工难度大。针对上游单条潜堤"先深后浅""先浅后深"以及"逐步抬高"3种不同施工顺序方案的推进过程,通过三维水动力数学模型,计算分析各方案在不同阶段施工河段水流结构的变化情况。结果表明,在不明显提高施工区尤其是深水区施工难度的前提下,逐步抬高方案对周围尤其是近岸水动力环境的不利影响最小,可作为推荐方案。成果可为施工抛石等工序的质量控制提供参考。     

乌江沙陀电站变动回水区航道整治二维水流数学模型研究

沙陀枢纽变动回水区通航水流条件受上游思林枢纽日调节与下游沙陀枢纽水库调度的双重影响,利用两坝间的二维水流数学模型研究了变动回水区段的整治方案,对方案进行了优化,结果表明航道整治工程实施后变动回水区内滩险能达到Ⅳ航道等级标准,为航道整治方案设计提供了技术参考.