垂直入汇流量控制及航道水流条件综合研究*

针对垂直入汇干支流交汇区的平面布置难题,采用正态物理模型对支流的流量控制及交汇区航道水流条件进行模拟研究。试验遵循分流、导流、扩散的思路对支流的入汇路径进行优化,推荐方案试验结果表明：干流无流量时,枢纽能将支流来流按设计分流比分向干流上下游;干流有来流时,枢纽自动将支流来流调整至通过下游引渠汇入干流;各工况下交汇区航道水流条件均满足规范要求。通过增设隔板、流线型分流岛、导流板等综合优化措施能实现流量控制、改善垂直入汇交汇区的航道水流条件的目标。     

顺直分汊河段洲尾船闸的口门区三维流态数值模拟

顺直分汊河段汇流区水流情况较为复杂，将船闸口门区布置在汇流口河中水流掺混区，存在水流流态紊乱等碍航问题，不利于船闸的通航安全。为充分认识洲尾船闸口门区水流流态特性，采用Mike 3FM模块三维水流数值模拟技术，针对沅水下游已建桃源枢纽船闸口门区的三维水流流态进行研究，得到了分汊河道洲尾船闸口门区中洪水期下泄水流平面流态分布特性，交汇水流的主流带、掺混区及动力轴线的规律等，为分汊河段河中布置新建船闸以及旧有船闸的设计和升级改造提供了相关理论基础。     

二维潮流数学模型在航道通航条件影响评价中的应用

采用二维潮流数学模型分析论证跨越航道工程对航道通航条件影响,分析其对航道水流流态、流速及水动力轴线变化,尽量减少对航道现状通航条件影响,为下一阶段工程建设提供有利依据。     

温州港乐清湾港区平面布置物理模型试验研究

本文通过物理模型试验模拟乐清湾港区的水动力泥沙条件。试验结果表明:方案2码头布置好,水流较为平顺,港池回淤强度不大,工程量及营运成本相对较低,对周边水流环境影响小,通过工程措施可进一步改变码头前沿流态;大风浪作用下港区的3日悬沙回淤厚度在0.1m左右。     

内河航道船舶航行操纵平面二维数值模拟在复杂流态下的应用

基于平面二维水流数学模型和船舶航行操纵数学模型的基本原理,开发了适合内河航道的曲线拟合坐标系下的船舶航行操纵平面二维数学模型,其中水流数学模型采用贴体坐标系下的平面二维水流数学模型,船舶航行操纵数学模型采用比较流行的"组合型"水动力模型。在实船和船模在静水条件及均匀流条件下的航行试验验证的基础上,通过复杂流态河段船舶航行操纵数值模拟的研究,表明该船舶数模基本能够模拟船舶在复杂流态下的航行操纵情况。     

复杂流态下系泊船的水动力特性研究

为研究复杂流态下系泊船的水动力特性,在最佳系缆方式未知的情况下,通过约束船舶横荡、纵荡、艏摇三个方向的运动近似替代缆绳的约束作用,建立系泊船简化模型.在完成网格无关性和数值方法可靠性验证的基础上,对常规流态以及复杂流态下系泊船的粘性流场进行数值模拟,分析系泊船水动力系数和运动响应的变化规律.结果表明:随着水流流速的增大...     

引江济淮五老堰跌水工程汇流口通航水流条件及改善措施*

基于VOF法的RNG k-ε双方程紊流数学模型,对引江济淮工程五老堰跌水工程水力特性及下游通航水流流态进行三维数值模拟,研究汇流口通航区域横向流速及流态特征,分析原设计方案汇流口通航水流条件不满足规范要求的原因,并通过跌水工程后退、减小汇流角度和优化翼墙与干渠连接弧度等措施对原设计方案进行调整优化。结果表明,优化后的工程方案汇流口区域横向流速与回流流速均满足设计要求,5和20 a一遇通航工况最大回流流速分别为0.10和0.16 m/s,最大横向流速分别为0.13和0.27 m/s,可作为推荐方案。     

某汊道交汇海域港口平面布置

汊道交汇海域港口工程位置特殊,受两股涨潮流汇合与落潮流分流交汇、周边工程及工程自身填海等影响,工程区水域水流复杂,港口平面布置存在其特殊性。分析汊道交汇海域港口平面布置的主要影响因素,对码头前沿线走向、工程陆域填海进行多方案比选论证,并通过工程潮流整体数学模型试验及泥沙回淤分析研究验证方案的合理性,最终提出与汊道交汇海域建港条件相适应的港口平面布置方案。     

长江中游戴家洲河段天然水流特性试验研究

文章对长江中游戴家洲河段的来水来沙特点进行了分析。通过实体模型试验,对该河段水流动力轴线的位置、戴家洲洲头局部流态、分汇流点的位置以及各级流量下断面平均水深、断面平均流速进行了深入分析,对各级流量下的比降、分流比进行了研究,并对两汊平均流速、平均水深,涨、落水期的水深、流速、比降等进行了比较,以加深对河段水流运动规律的认识,同时为工程方案整治效果的分析比较打下基础。     

淮河干流临淮岗—鲁台子段航道整治

淮河干流临淮岗—鲁台子段河道,河势复杂,洪水工况组合多,航道整治难度大。为了优化本段航道整治工程方案,针对河段特点,构建二维水动力数学模型,采用多场次洪水进行率定与验证,确定"以淮干为主"的洪水组合是对刘台子航道最不利的洪水组合,并模拟刘台子弯道段现状河道、弯曲半径480和550 m方案的流场进行对比分析。结果表明,在水流流态和横向流速方面,弯曲半径480 m方案优于550 m方案。淮河干流可通航水面宽度较大,可通过增加通航水域宽度来适当降低航道弯曲半径,方案对原河道改变较小,河势相对稳定,流态更加平顺,并节约工程投资。     

船闸人字闸门水动力特性研究进展

对比分析国内外传统船闸门类型及其水动力特性,从物理模型、原型观测、数值模拟3方面总结国内外人字闸门水动力特性研究进展,指出研究过程中的关键技术难题——闸门动水阻力矩的变化规律,建议进一步关注闸门启闭过程中水流流态及流场变化、动水压力变化规律,整合并综合分析不同闸门阻力矩原型观测成果,改善闸门启闭数值模拟过程中边界条件处理方式及自由水面捕捉精度,尝试在定性分析的基础上对水阻力矩产生机理有定量的认识。     

二维水流数学模型在马家咀航道整治工程防洪评价中的应用

通过建立的基于有限体积法的平面二维非恒定流数学模型,对马家咀航道整治一期工程建设前后的河道水流运动进行模拟计算。结果表明:工程建设前后工程河段水位变化较小,工程附近河段水流流态及水流流速分布无明显变化。研究建立的二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动,能在防洪影响评价中对工程前后河道水流、水位变化变提供较为可靠的依据,具有实用价值。     

平陆运河牛江河下底河入汇方案研究*

支流与干流的交汇区水流流态复杂,而人工开挖运河存在交角大、汇入流量大的特点,对航道通航影响显著,需对支流口实施河道治理工程。针对平陆运河中牛江河、下底河支流汇入运河后入汇河段的干流通航问题,进行入汇河段水流运动特性的研究。基于RNG k - ε紊流模型,采用三维数值模拟方法模拟不同设计工况下支流入汇情况,结果表明原设计方案不满足通航条件。因此,在设计方案基础上提出调整入汇方向、扩大入汇断面的优化措施,显著改善了通航水流条件,达到规范要求。研究成果可为类似工程提供借鉴。     

珠江三角洲网河区一类典型联通汊河的航道水文泥沙特性分析

通过对珠江三角洲的典型联通汊河之一——陈村水道的实测水文资料统计分析，以分析研究其水流流态、泥沙输移规律等水文泥沙情况，以充分认识其独特且复杂的水动力特性，并能为有关工程应用提供一些参考。     

二维数模研究拆船码头工程对航道的影响

按贴体正交坐标系下的二维水流运动方程建立工程影响河段二维潮流数学模型,通过计算分析表明,工程将引起局部水动力环境及流态的改变,对附近水域潮位的影响很小,对航行条件的影响不大,对航道回淤的影响也很少;并提出了减小上述影响的措施建议。     

厦门港嵩屿港区潮流特性物理模型试验

厦门港嵩屿规划港区位于两股潮汐水流分流、汇流处,水流流态复杂导致规划码头岸线前沿水域存在缓流区和回流区。涨、落潮流态对港区平面布置十分敏感。岸线方案如不能满足两股水流的分流要求,将在码头前沿水域产生大尺度回流区或导致泥沙严重回淤。进行24组物理模型试验,确定嵩屿港区布置方案。现场实测资料表明,物模试验成果能较好地预测嵩屿港区建成后的水流条件。     

泉州湾秀涂人工岛建设对周边水沙条件的影响

通过分析泉州湾自然条件,采用数学模型从水动力、流态、冲淤等方面讨论了泉州湾秀涂人工岛建成前后对水沙环境的影响。研究表明:人工岛建成后减少纳潮量约2%,归顺了人工岛周边水流流态,但对局部流场有一定影响;人工岛建成后固化了部分浅滩沙源,宏观冲淤影响幅度可控。可为类似工程的开发与保护提供参考。     

成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区域通航水流条件与改善措施研究

引航道与泄洪河道交汇区由于水流流向与航行进出闸方向角度较大,常产生较大横向流速,影响船舶安全进出闸。文章建立成子河船闸引航道与泄洪河道交汇区平面二维数学模型,模拟研究该区域通航水流条件及其改善措施。研究结果表明:无工程措施条件下,废黄河下泄流量为10 a一遇洪水时,成子河引航道与泄洪河道交汇区表面最大横向流速大于0.3 m/s,不能满足通航要求。当废黄河与引航道交汇区的上游设置导流墙时,导流墙将来流分为左右两股水流,向下游的主流流向逐渐与下游引航道平行,交汇区的水流受导流墙阻挡流速减小迅速,能满足通航要求。     

松花江依兰航电枢纽总体布置试验研究

枢纽总体平面布置的优劣是关系到枢纽建成后各主体建筑物能否正常安全运行的关键。采用1:100正态物理模型对枢纽不同总体布置的泄流能力及通航水流条件进行研究,分析了不同枢纽平面布置、泄流宽度及堰顶高程的泄流能力及通航水流条件,提出满足主体建筑物正常安全运行要求的总体布置。     

虎门港淡水河进港航道工程水流泥沙试验探讨

东莞市虎门港淡水河进港航道工程位于淡水河河口,淡水河河口与狮子洋水道交汇,是江海过渡段,受两岸已建码头边界条件和径流、潮流两股水流动力影响,水流、泥沙条件比较复杂。本文采用实测资料整理分析、数学模型模拟计算和物理模型试验等手段,分析论证工程建设后航道的水动力条件变化,航道泥沙淤积情况。