长江上游叙渝段弯道平面形态及碍航特征

基于对长江上游宜宾至重庆主城区河段25个主要弯道平面形态特征的统计分析,研究弯曲河段扩宽率、收缩率、弯曲度、弯道中心角、曲颈河宽与平均河宽比、弯顶中心半径与平均河宽比等特征值的变化规律。结果表明:在平面形态上,大部分弯道呈现两头窄、中间宽的形态特征,部分弯道急剧弯曲、展宽凹陷非常明显;弯道中心角一般在60°~130°范围内,且大部分弯道中心角≥90°;大部分河湾的弯曲度1.2。分析弯道平面形态的形成机理和碍航特点。研究成果对港航工程、水利工程、市政工程和生态环境工程等的规划和建设具有参考价值。     

灌河河相关系及航道整治设想

潮汐河流的动力与河床断面形态存在一定关系。文章以灌河为研究对象,利用所建立的大范围潮流数学模型,计算灌河沿程落潮流量,建立流量与河道断面面积之间的关系,同时分析了沿程断面宽深比变化特点,探讨了利用河相关系结合河床宽深比特征进行灌河航道整治的思路。研究结果表明:在河床形态冲淤平衡下,灌河落潮流量与断面面积呈现极好的相关性;河道宽深比变化范围与河道特征形态有关,对于灌河这样的弯曲河流,可按弯曲段、过渡段、微弯段分别加以讨论;在实际工作中,可以利用河相关系,同时结合不同河道形态特征下的优良河段宽深比,进行航道整治工程设计。     

长江上游水井湾航道整治数值模拟*

水井湾滩段是长江上游弯道分汊河道,具有急、浅、险等多种碍航特性。洪中枯流量的差异引起主支汊分流比与分沙比的变化,河床不稳定。采用数值模拟方法,结合丁顺坝平面初步布置方案,研究丁顺坝坝头不同偏角布置下水井湾航道的通航水流条件及汊道分流比变化规律,对比分析各布置方案的计算结果得到平面布置最优方案。研究表明：通航水流条件与丁顺坝坝头偏角不成正向变动关系,坝头偏角存在合适区间;分汊主河道分流比与流量成反向变动关系,坝头偏角对河道分流比影响较小。研究结果可为同类型河流航道整治方案提供理论依据。     

右江那吉鱼梁枢纽两坝间河性及河床演变趋势分析

右江为丘陵山区河流.河道平面、剖面形态和径流过程具有山区河流特征,而水流流速与水面比降小具有平原河流特性;自然条件下受沿程河床节点控制,河床冲淤变化被限制在相邻两节点河段之间;那吉、鱼梁航运枢纽建成后,由于汛期两枢纽畅泄,两坝间河段将基本遵循自然条件下河床演变规律.     

三峡水库运用后荆江河道断面形态变化及对航道条件的影响

利用三峡水库运用后水沙、地形资料,分析了荆江河道水沙、河道冲淤、宽深比、断面形态变化的规律,并在此基础上研究了断面形态变化对荆江航道条件的影响.结果表明:三峡水库运用后荆江不同类型河道断面形态呈现不同的变化规律,同时也存在共同特点,即上游水沙条件变化引起边滩冲刷,河宽增加,束水能力下降,同流量下河道水流弯曲度有所减小;受长期清水下泄的影响,以上变化将会进一步持续和发展,边滩冲刷、河宽增加仍将是未来一段时期荆江特别是下荆江河道变化的主要形式和特征,这些变化将对荆江的航道条件产生一定的不利影响.     

河道二维数值模拟糙率横向分布研究

糙率是河道对水流阻力大小的描述。文中系统地总结了推求糙率的各种常用方法,分析了糙率沿河道横断面分布的非统一性。采用横断面各个垂线能坡相同的假定原理,利用谢才—曼宁公式,推导出了断面糙率再分配函数。通过点绘多条河流不同河型的不同断面形态的实测水文资料,建立了可应用于平面二维水流数值模拟中阻力沿河宽分布的经验公式,将得到的断面糙率再分配函数应用到对应的河段的平面二维流场数值计算中,计算结果与实测结果吻合良好,解决了计算流速与天然实测流速断面分布不一致的问题,提高了水流二维数值模拟的精度。     

支流入汇弯曲河段水流运动特性试验研究*

首次对支流与弯曲型干流交汇河段的一般水力学问题进行概化模型试验研究,初步揭示了随着干支流交汇角α和汇流比λ的变化,汇合口河段水面几何形态和纵横比降变化特征、三维流速、水流动力轴线、床面剪切应力等的分布规律,给出了在汇合口下游凹岸一侧出现回流分离区的条件和分离区范围与α和λ的定量关系,并对汇合口河段推移质运动和河床冲淤部位进行了分析,填补了国内外弯道干支流汇合口河段研究的空白,为进一步认识和掌握该类河段水流运动特性奠定了基础。     

闽江无闸低坝枢纽工程子围堰施工阶段水流研究

山区河流河窄水急,通航枢纽施工导流河道缩窄率可高达60%~70%,对施工导流期的泄流能力与通航水流条件的影响很大。根据流路阻力系数与过流能力成反比和能量方程等水力学原理,选择河岸切嘴顺坡、清底整平河床的方法,有效降低河道形状阻力,减小过流糙率系数,提升河道泄流能力;采用降低缩窄河底高程、增加过流断面的方法,减小流速、提升最高通航流量;采取延伸导流河底高程变化点至纵向围堰上下游端点外与缓和斜坡连接床底的方法,降低过水断面变率、减小过流卡口河段的壅跌水高度、平顺水流,实现改善通航条件的目的。结果证明该方法对于增加缩窄河道泄流能力、提升最高通航流量是切实可行的。     

山区急弯放宽河段水流分离现象试验研究

文章在分析山区河流形态的基础上,概化出急弯放宽河段的基本平面形态参数,引入了弯道放宽率这个因素,并在前人对弯道水流分离现象研究的基础上,综合考虑了弯道放宽率、弯道中心角、相对弯道中心半径、弗汝德数等因素的影响,通过物理模型试验,对山区急弯放宽河段的水流分离现象的发生和分离区的大小进行了系统的试验研究。研究表明,在文章的试验范围内,总的来说弗汝德数和弯道中心角越大、相对弯道中心半径越小,水流就越容易出现分离,但对弯道凸岸分离区的出现起主要作用的是弯道放宽率,当弯道放宽率大于一定值时,都将发生水流分离现象,而与其他因素没有关系,并且当弯道放宽率较大时分离区也较大。     

长江中游鲤鱼山水道现状水流特性研究

长江中游鲤鱼山水道河床演变、碍航特性与该河段的水流特性直接相关。文章通过对长江中游鲤鱼山水道物理模型试验资料的分析,对该水道现状条件下各特征流量的水面比降、水流动力轴线的位置、断面平均流速、沿程流速分布等进行了深入研究。结果表明:河道边界条件决定了本水道的水流特征,河道放宽段不同水期断面平均流速变化特征决定了放宽段浅滩"洪淤枯冲"的演变特点;受上游半壁山节点挑流、河道展宽等因素影响,左槽内水流动力轴线在不同水期摆动频繁,将导致展宽段易于淤积出浅。     

非恒定流作用下输沙率变化过程研究*

通航河流修建水利枢纽后,调峰发电下泄类似“人造洪峰”的非恒定流和含沙量趋近于零的清水,破坏了河流的平衡,给河床演变、航道整治技术等带来新的课题。通过水槽试验、理论分析等手段,研究枢纽下游非恒定流作用下均匀沙的起动与输移规律。研究认为：非恒定流作用下输沙率变化过程与水流条件具有不同步性,并与水流非恒定强度P有关,当P＞032时,水流参数峰值一般先于输沙率峰值;当P＜032时,水流参数峰值滞后于输沙率峰值。     

弯曲河道操船技术探讨

弯曲航道是内河最常见的航道形式.当船舶通过宽阔静水弯曲航道时,船舶在推力、舵压力和舵压力转船力矩的作用下,以一定的漂角和回转角速度沿着一定的曲率运动,当船舶航迹曲率半径与弯曲航道曲率半径接近以及回转角速度引起的航向角变化与弯曲航道转向一致时,船舶可以顺利通过弯曲航道.但是,河流弯道水流具有一定纵向流速和横向分速,因此,使船舶操纵变得复杂化.     

弯曲河段下游引航道口门区通航水流条件研究

弯曲河段船闸下游引航道既受弯道水流的制约,又受河床变宽产生的弯曲水流的影响,口门区附近回流与斜向流强度大、范围广,水流条件差,难以满足船舶安全通行要求。依据流体力学原理和水流运动规律,结合弯道河段河势变化特征,提出在引航道外侧的口门区附近设置挑流墩和采用实体与透空导航墙相结合的工程措施,并通过模型试验的验证,证明本方法能够较好地调整水流流向、构建缓流水域,从根本上消除弯曲河道中船闸下引航道口门区的斜向流和回流,改善通航水流条件,确保船舶安全过闸。     

螺杆表面堆焊摆动器的研究

本文根据螺杆表面堆焊时控制焊缝宽度和焊缝熔合比的需要，提出了一种多级变速的焊接摆动器。摆动器的最大摆幅为30mm。其摆动频率可调。焊接摆动器包括机械和自动控制两部分。机械部分是采用四连杆机构式。通过丝杆的转动和螺母与丝杆的相互作用而把转动转换为螺母的直线运动，从而实现摆动。自动控制部分包括控制系统的软硬件。本文分析了单片和PLC控制方法，并详细介绍了用这两种方法进行控制的步骤和内容。     

大比降卵砾石河流防护结构的冲刷深度研究

大比降卵砾石河流河床形态及水流条件特殊,治理难度相当大。当遇到较大的洪水时,堤防工程、公路等临河设施常发生水毁,而关于此类河流的研究成果较少。针对大比降卵砾石河流河床宽浅、滩槽不分、比降和流速大、枯水期水流分散易形成股流冲刷的特点,布置了不同床沙组成、冲刷角度、河床比降及流量的概化模型试验。通过对81组室内试验资料进行单因素分析,得知冲刷深度(Hp)与单宽流量(q)、河道比降(J)、冲刷角度(θ)成正比,与河床质颗粒组成(D)成反比。采用量纲分析法和多元回归分析法得到了冲刷深度的计算表达式。     

强潮河口径潮流动力平衡特点研究

以瓯江河口为例,通过建立河口段物理模型进行了水流试验。通过试验资料及天然实测资料的优势流计算,研究了河口区域径流量和潮流量的比值与其动力平衡特征的关系。结果显示,动力平衡点的位置与径流量和潮流量的比值关系密切,径流量与潮流量的比值越大,滞流点越向下游,反之则滞流点越往上游摆动。而河口水下地势变化与动力平衡区域的关系也说明了动力平衡区域可以促使泥沙的聚集,这与拦门沙的形成关系密切。通过强潮河口优势流的计算,可以较清晰地分析该河口段主要动力的强弱,有利于自然现象的分析。     

三峡两坝间水田角河段航道整治三维水流数学模型应用研究

水田角河段水流湍急,流态紊乱,船舶航行较困难,是三峡两坝间河段急需整治的重点河段之一。基于平面正交坐标和立面σ坐标拟合河道平面形态、地形和自由水面的不规则分布,建立了三维紊流数学模型。采用物理模型实测的三维流速分布对模型进行验证,模拟的流速值与实测值吻合良好,将模型应用于水田角河段航道整治工程实施前、后的三维流场计算,给出了水田角河段的分层和断面二次流流速分布。分析结果表明,炸礁、抛填等整治措施的综合利用能有效调整河段流速分布,是有效的整治方案,可供设计参考。     

双船浮吊系统在不规则波作用下动力响应研究

基于起重船在风、浪、流等载荷作用下会引起吊物的大幅度摆动,通过建立吊物系统的动力学模型分析浮吊系统在不规则波作用下的运动响应,研究波高、波向、吊放速度以及波长与船长之比等因素对吊物摆角与吊索张力的影响。得到的结论可用于吊物系统摆动的预测与控制,可供设计者参考。     

高山峡谷区陡坡河道泥沙输移与河床演变规律研究

随着人们对山区河流的开发利用的推进,人们迫切需要了解陡坡河道的特性。文中通过水槽试验来研究高山峡谷区陡坡河道的泥沙输移与河床演变规律,研究该河槽的泥沙输移、河床粗化及河槽纵向变形规律。试验发现虽然伴随冲刷发展,床面存在一定的粗化现象,但总体上来流流量越高,河道平均输沙率越大。河床粗化程度与来流流量呈正相关关系。沟床侵蚀过程并不是单一的下切为主,伴随着床面的粗化,水流的侧蚀作用可引起岸坡的崩塌,侧岸补给的泥沙甚至可能导致河床的整体淤高。     

透水丁坝坝后回流区长度研究

基于沿水深方向积分的平面二维水流运动方程组,在采用合理的假定条件下,推导出透水丁坝坝后回流区长度计算公式,研究结果表明,透水丁坝坝后回流区长度不仅与坝长、水深、糙率、面积缩窄比、河宽缩窄比等因素有关,而且与丁坝本身的渗流量有关。