枢纽下游河床极限冲刷及水位降落研究进展

天然河流修建枢纽后,上游来沙将在枢纽形成的水库内淤积,出库沙量锐减,下游河道因受枢纽下泄清水的冲刷而发生一系列变化。特别是对于沙质和沙卵石河床,随着下泄清水的冲刷,河床随之出现了相应的再造床过程。枢纽清水下泄引起下游河床下切、水位下降问题是枢纽设计及航道整治中的重点和难点。由于河段来水来沙条件、枢纽调度方式、坝下河床断面型态、河床质组成及覆盖层厚度等不同,坝下形成的冲刷幅度、稳定冲刷层及冲刷范围等各不相同,坝下水位降落幅度也不尽相同,而河床质组成是影响河床极限冲刷的主要因素。文章从不同河床质组成出发,分别对枢纽下游河床极限冲刷以及水位下降研究成果进行了总结,并对各种计算方法进行了简要的评述。     

长洲枢纽下游人工节埂防冲措施研究

针对长洲水利枢纽建成后,下游河床冲刷引起的枯水位下降,可能导致枯水期船闸下闸首门槛水深不足的问题,应用二维悬移质泥沙数学模型对枢纽建成后下游河床的冲刷下切及枯水期水位降落情况进行预测,结合当地的河床形态及地质条件,提出在坝下河道布置一系列的护底工程,形成不连续的人工控制节埂的防冲措施,以达到抑制河床冲刷、抬高近坝段枯水水位的目的。研究表明:通过在长洲枢纽下游河道合理布置人工节埂,可以有效地抑制下游河床冲刷,减小坝下枯水水位的下降值。     

松花江大顶子山航电枢纽坝下冲刷深度及水位降落研究

利用长河段一维数学模型,预报了大顶子山航电枢纽在运行不同时期后的冲刷深度及水位降落情况。结合近坝段河床防护措施,确定了大顶子山枢纽下游最低通航流量、相应的下游最低通航水位、枢纽船闸的门槛最小水深以及船闸下闸首底槛的高程。     

枢纽下游水位降落问题探讨

根据有关文献报道,对国内外部分已建枢纽坝下河床调整及水位降落情况进行了综述。分析了影响河床调整的主要因素以及河床调整与水位降落的关系,提出了防止水位降落影响通航水流条件的治理措施。     

长洲枢纽下游近坝段河道考虑河床粗化的冲刷模拟研究

西江长洲枢纽建成后,由于水库拦截泥沙,将使下游河床发生沿程冲刷,尤其是枯水期水位下降,影响下游通航.预测长洲枢纽建成运行后设计通航流量时坝下水位的下降.在有泥沙下泄的情况下,尝试采用粗化理论来考虑河床组成在冲刷过程中的变化,计算坝下河床在多年冲刷后的水位下降情况,并分析运用粗化方法的合理性.同时与不考虑粗化作用情况下的水位下降值进行了比较,分析在下游河道有基岩出露的情况下河床粗化作用对水位下降的影响,并提出了关于减小坝下水位下降整治措施的新设想.     

北江千吨级航道整治工程飞来峡枢纽坝下浅段水沙数值模拟分析

北江清远枢纽蓄水后,回水衔接至飞来峡枢纽坝下,河床演变规律发生变化。若进行千吨级航道整治则需新建二线船闸,船闸工程对所在河段产生一定的互相影响。本文通过建立二维水流泥沙数学模型,对研究河段在工程措施下河床冲淤趋势变化进行模拟研究,为工程方案研究提供支持。     

梯级枢纽调控下西江干线末端航道设计水位推算

长洲枢纽坝下—界首河段位于西江航运干线广西境内末端,其上游已建或规划建设多座梯级枢纽,该河段河床受到清水冲刷,加之人为无序采砂,河床下切明显。配合贵港至梧州3 000 t级航道工程建设,现状条件下航道设计水位已较前期工可阶段有明显下降。为了保证贵梧3 000 t级航道工程的建设,文章采用长洲枢纽运行后实测地形、水文实测资料,对长洲枢纽坝下—界首河段设计水位进行重新推求,并根据推求结果提出贵梧3 000 t级(长洲坝下—界首)河段航道设计水位应充分考虑长洲水利枢纽运行导致的河床下切以及航道整治开挖为3 000 t级航道共同影响引起的枯水期水位备降值。     

三峡施工期宜昌河段水位下降与整治措施

根据三峡水库下泄曲线,在动床模型上,预测了三峡不同运用阶段宜昌河段冲淤变化和水位降落情况;研究了防止河床冲刷的工程方案。结果表明,潜坝方案能够满足三峡不同运用阶段的葛洲坝三江下航道通航水位要求,该方案经济可行,效果显著。     

新干枢纽下游河床冲淤及航道条件变化计算

根据赣江流域规划,在赣江下游三湖镇河段规划兴建新干航电枢纽,枢纽建成后坝下游的河床冲淤及水位变化需要进行预测研究。建立了坝址至南昌118 km长河段的一维水沙数学模型,计算了拟建新干枢纽坝下河道河床下切与水位下降情况。结果表明:在现状河道条件下,经过6~7个水文年河床调整后,枢纽下游河段河床冲淤接近平衡;经过10个水文年作用后,新干枢纽坝址下游附近河段河床最大冲刷深度为1.76 m,坝址下游附近水位最大下降值为1.56 m。分析了河床调整后坝址至南昌河段航道条件的变化。     

长江中游沙卵石河段枯水水位变化及其对通航的影响

三峡工程蓄水以来,长江中游宜昌至大埠街这一沙卵石河段的河床持续冲刷下切,枯水同流量下水位逐步下降。基于实测资料,对枯水水位变化的原因进行研究,并就枯水水位下降对通航条件的影响进行分析。认为:沙卵石河段内的河床冲刷下切是枯水同流量下水位下降的主要原因,但河床粗化在一定程度上减小了水位下降幅度;随着枯水水位的进一步下降,为确保葛洲坝船闸的正常运行,三峡工程枯水期调度压力将逐步增加,且局部卵石浅滩的碍航问题也会日益突出。     

高坝枢纽新建通航建筑物轴线及通航条件研究

针对山区已建高坝枢纽新建通航建筑物轴线布置受河道窄、水头高、电站泄流及已有建筑物影响等条件限制的问题,依托贵州清水江白市水电站枢纽新建通航建筑物工程,采用1∶100正态整体水工模型与自航遥控船模相结合的技术手段,对多条轴线布置方案进行通航水流条件及船舶航行操控研究与优化。试验结果表明,右岸轴线布置方案通航水流条件及船舶航行状态均较好,为推荐方案。研究成果解决了工程关键问题,可供类似已建高坝水利枢纽新建或扩建通航建筑物工程参考借鉴。     

沙溪口水电站船闸下引航道口门区通航水流条件研究

船闸引航道口门区水流条件的好坏直接关系到船舶进出船闸的安全。针对沙溪口水电站船闸引航道口门区水流条件差、水深不足、横流较大等问题,建立电站河段整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸下引航道口门区通航水流条件进行试验研究,并提出优化工程方案。优化方案2试验表明:通过筑坝、新建明渠和底部透空式隔流堤工程,下引航道口门区通航水流条件得到明显改善,通航水流条件基本满足规范要求。船模航行试验验证船舶可以安全平稳地通过口门区,且船舶操纵参数均在要求范围以内。     

小溪滩枢纽通航建筑物平面优化布置

依托小溪滩枢纽整体物理模型试验和遥控自航船模试验,针对该枢纽坝址所处喇叭形微弯河段,提出船闸坝上非正交布置形式,较好地解决了弯曲河道引航道与河道主流衔接困难的问题,为弯曲河段船闸布置困难及已建工程增建船闸提出了一种新的布置方法。     

影响红水河航运发展的几个问题

为恢复红水河全线通航,系统分析了影响红水河航运发展的几个问题,包括红水河的梯级水位衔接、闸坝碍航、过船设施尺度、枢纽下泄非恒定流对下游影响等,提出了"先通后畅、优化调度、联合管理、水陆兼用、总体提高、依法保航"的埘策思路,并提出加强对龙滩升船机建设的协调、改建岩滩升船机、改建大化船闸卜游中间渠道、优化水库调度、均衡下泄...     

水口电站坝下工程下引航道水流条件治理分析

水口坝下水位治理工程是无闸低坝枢纽,不能控制洪水、调节泄流位置,无论上游来流量高低,对下游引航道通航条件的影响均较大,本文针对其水流运动特点和泥沙淤积问题,利用水力学原理与泥沙运动理论,创建了隔离水流、切断泥沙流路的技术方法,通过增设隔流墙、拦沙底坎和优化靠船墩布置等工程措施,较好地改变引航道内的水流条件,有效地阻止了泥沙淤积。模型试验结果显示引航道内的水深、流速等通航指标均能满足规范要求,文章提出的方法可供类似工程参考。     

洪江枢纽船闸扩建工程改造方案研究*

针对高水头船闸利用部分原水工结构进行改建的技术难题,以沅水洪江船闸为例,采取模型试验、枢纽大坝安全综合评估、船闸总体布置优化、老船闸加固改造和输水系统改造等技术创新措施,尽量避免对枢纽发电、大坝安全及防洪安全带来不利影响,从引航道布置、通航条件、导流建筑物和原船闸结构影响等方面对3个改造方案进行对比研究,确定船闸扩建改造推荐方案,可为类似项目提供参考和借鉴。     

龙溪口枢纽最低蓄水位下船闸上游通航条件及改善措施

岷江龙溪口航电枢纽工程第3期导流期间利用右岸船闸临时通航，由于上游蓄水位相对较低，汛期大流量条件下船闸上游引航道口门区与连接段水域存在较大的通航风险。为确保施工期通航安全，结合枢纽施工导流及通航模型试验结果，开展了最低蓄水位下船闸上游通航条件数值模拟研究，并提出优化上引航道左导墙结构形式、降低鸡公嘴开挖高程以及抛填深沱等工程措施。结果表明，上游通航水流条件明显改善，可满足施工期通航要求。     

湘江长沙综合枢纽工程坝区河段河床变形预报试验研究

文章基于全沙动床物理模型,对湘江长沙综合枢纽坝区河段河床变形情况进行模型试验研究。在模型河床变形验证相似的基础上,对枢纽正常运行初期中水中沙典型年以及丰水丰沙典型年坝区河床变形进行预报。研究表明枢纽建成正常运行后,中水年与丰水年坝区河段河床冲淤变化规律相似,但变化幅度要小。坝上河床冲淤相间,总体稍有淤积;坝下近坝段冲刷深度较大,冲刷的泥沙主要在下游附近河床淤积,随着枢纽运行时间的延长,该段河床的淤沙逐渐向下游输移。     

枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位的确定

上游设计最低通航水位是船闸工程建设的关键技术参数之一,直接影响船闸使用性能、投资和工期。针对已建枢纽扩建船闸工程上游设计最低通航水位取值的问题,根据株洲枢纽实测水位,进行枢纽实际最低运行水位和保证率水位的分析,对不同特征水位时二线船闸工程投资情况、一线船闸运行情况及渠化梯级间水位衔接情况进行论述,采用模型试验验证和测算投资比较的方法,得出株洲二线船闸上游设计最低通航水位宜采用38. 3 m的结论。该研究方法对山区、丘陵区枢纽扩建船闸工程具有借鉴意义。     

界牌枢纽船闸引航道优化设计

针对界牌枢纽改建船闸工程上、下游引航道口门区横流超标的问题,通过调整引航道分水墙长度与挂板高程,通过水流条件试验,得到合理可行的引航道平面优化布置方案;针对下游引航道地质条件突变、原设计采用的混合式结构不再适用的问题,通过进行重力式结构与重力墩+挂板结构的经济技术比选,确定更改方案。结果表明,重力式结构的抗船舶撞击能力强且施工简单,增加投资略高,可作为推荐方案。