浅析黑河塘水电站减脱水河段内流态分布特征

采用一维恒定流水面线计算程序和三维k-ε紊流数学模型数值模拟了多年平均流量下和下泄生态流量时黑河塘电站减水河段内水位和流速的变化情况。数值模拟结果表明电站工程修建后,减脱水河段内水位大幅减少,流速变化范围变窄,会对河道内水生生物及鱼类造成一定的影响,为保护河道内的水生生物,下泄一定量的生态流量是必要的。     

航电枢纽调节山区航道设计最高通航水位的确定

航电枢纽人工调节将引发下游航道水位和流速的变化,对船舶通航条件带来较大影响。针对航电枢纽调节下典型山区航道——兰江航道,采用数值模拟手段,计算航道上游规划姚家枢纽和灵马枢纽建成后,不同重现期洪水下的水位、流速分布等水力特性,最终得到航道设计最高通航水位。计算结果表明:10 a和5 a重现期下航道特征水位超过警戒水位较多,不利于河道防洪和航行安全;3 a重现期洪水对应水位的局部分航段流速较大,影响航道运行安全和航道运输的综合效益;结合航道建设和运行的经济效益、航道以及行船安全,认为以2 m/s适航流速作为参考条件、经试算获得的90%洪水频率对应的特征水位作为兰江航道设计最高通航水位较为合理。     

小溪滩枢纽下游导流堤布置及形式优化

针对小溪滩电站建成后枢纽调度、人工采砂等因素引起枢纽下游河道水沙特征、河道水位和流量发生改变的问题,结合引航道导流堤工程布置,进行变化地形条件下的枢纽下游通航水流条件分析与复核研究。采用数值模拟的方法,建立枢纽下游二维水动力数值模拟模型,对导流堤布置形式、尺寸参数等进行优化,通过多方案数值计算和成果对比分析,提出枢纽下游引航道导流堤建议布置方案,既满足变化地形条件下的通航水流条件要求,又降低了原设计方案对河道行洪能力的影响。     

平陆运河老村河支流入汇段通航水流条件优化*

支流入汇会导致主流局部出现横向流速及明显的水位波动,进而对运河安全通航产生不利影响。天然条件下,老村河汇入口的局部区域横向流速超过相关通航标准的要求,严重影响航道航行安全,因此需要对超标河段进行优化整治。针对汛期泄洪支流对运河通航水流条件的影响,采用重整化群（RNG）k-ε紊流模型开展三维精细数值模拟,对不同洪水流量组合下汇流区的通航条件进行研究。结果表明,原设计方案扩宽流速超标河段后,虽然能有效改善汇流区水流条件,但部分区域横向流速仍然超标。优化方案同时采用下移衔接段、设置导水挡墙和扩宽河道等措施,采用优化方案后,汇流区整体通航条件效果良好,水流、水位条件均能满足船舶安全通航要求。     

大渡河铁路桥防洪影响数值模拟研究

为分析大渡河铁路桥兴建后对河道行洪的影响,建立了平面二维水流数学模型,对大桥工程河段进行了数值模拟计算,比较了桥梁建设前后桥区水域水位、流速变化情况,结果表明拟建大桥的修建对河段的防洪和水流特性无明显影响,从而为该工程的实施提供重要技术支撑。     

界牌鱼道进口水力特性数值模拟与优化

以界牌枢纽鱼道工程为例,结合鱼类生态水力特性和平面二维水动力数学模型对界牌枢纽下游河道进行数值模拟,分析电站机组、泄水闸控泄等多重复杂调度方式下的鱼道进口水力特性,并进行方案优化。结果表明,在原设计方案下,新、老电站组合工况下的鱼道进口流速过大,超过鱼类顺利上溯的水力限值;当鱼道进口段附近的电站出水渠进行适当扩宽后,鱼道进口附近水流流速均满足设计要求,在此基础上,进一步将原设计尾水出口左侧的高程开挖使得鱼道进口上移,以此实现鱼道进口良好的上溯条件。     

某电站分洪渠泄流能力数值模拟研究

本文基于Flow-3D软件,采用RNG湍流模型,对某水电站两种分洪渠设计方案进行了数值模拟。比较分析了不同洪水频率时,两种方案的电站坝前水位,单位时间泄流量以及不同位置流速流态分布特性。结果表明,当洪水频率p=5%时,两种方法流速流态以及泄流能力均相近,随着来流量减小,钢闸坝方案的泄流能力更加显著。     

九圩港铁路桥对通航与引排水影响的数值计算与分析

采用二维水动力数值模拟,计算桥梁修建前后的水流条件的变化,分析其对九圩港河道通航和引、排水的影响。计算结果表明：桥梁建设没有恶化通航水流条件,并满足通航净高要求,但在水位较低时无法满足通航净宽要求;桥梁建设引起的近岸流速的增大可能对近岸产生不利冲刷。采取疏浚清淤平顺岸线的改善措施以及护岸加固可以减小桥梁建设可能引起的不利风险。     

码头工程对山区河道水流特性影响试验研究

不同型式码头对工程河段水流特性的影响程度对于防洪问题和工程可行性研究意义重大。文章研究了37组次不同条件下的码头工程对山区河道水位的影响,同时还研究了24组次不同条件下的码头工程对山区河道流速的影响。结果表明,码头工程的相对最大水位壅高值主要与其阻水面积率、弗汝德数和码头工程结构型式有关,得出了计算码头工程的相对最大水位壅高值的关系式;并根据实测数据分析了各类码头工程附近的流速变化情况,分析表明工程对附近河段的最大流速增值与影响范围均随工程阻水能力和附近流速的增加而增长;从流速变化的平面分布上看,工程前沿至对岸的上、下游流速会增加,工程侧的上、下游流速会减小。     

基于MIKE21 FM模型的分汊河道治理研究

本文基于MIKE21 FM对大唐湘潭发电有限责任公司取水口处分汊河道治理进行数值模拟,经过对多个整治方案的模拟预测,在保证左汊航道足够通航水深,增加右汊流量满足电站用水需求的基础上,选出既经济又合理可行的优化整治方案。结合河道水位与流量观测,对数值模型进行验证和参数率定,并对工程整治效果进行验证分析。结果表明,模型计算结果与工程实施前后实测值基本吻合,所建模型能合理地反应出分汊河道分流比和水位变化状况,可为河道治理方案优化及实施提供科学依据。     

基于有限体积法的二维水流数学模型在桥梁防洪评价中的应用

为了评价涉水桥梁建设对河道防洪的影响,采用基于非结构网格的有限体积法建立了二维水流数学模型,对桥梁建设前后水流条件特性进行了模拟计算。计算结果表明:桥梁修建后,仅桥墩附近局部区域的水位及流速发生一定变化,对河道的防洪影响较小。     

清远某码头扩建工程对北江河道水流影响的数值模拟

采用数值模拟的方法,以清远某码头扩建工程为例,建立了工程河段的平面二维水动力数学模型,对扩建工程设计方案作用下工程河道的壅水高度和流速变化了进行数值模拟,分析扩建码头工程对城市河道水流的影响,为码头扩建工程的规划和设计提供参考.     

向家坝水电站日调节非恒定流的传播特征研究

水电站的调度运行改变了天然河道的水流条件,日调节引起的非恒定流导致坝下游河道的水位陡涨陡落、流速时大时小、流态时好时坏,对下游的航道维护、船舶的安全航行及港口、码头的正常作业等产生不利的影响。文章以向家坝水电站为例,按照其典型调度运行方式,建立几何比尺为1:100的物理模型,根据向家坝电站日调节试验在坝下游长河段所引起的的水位及流速等数据,总结出向家坝水电站日调节非恒定流的水位及流速在不同河段的传播特征,为研究电站日调节非恒定流对坝址下游长河段航道条件的影响提供理论依据。     

向家坝枢纽非恒定泄流对落锅滩河段航道通航条件的影响

电站日调节非恒定流对下游河道的影响是向家坝工程在运行时需要考虑的主要问题。通过长河段二维非恒定数学模型计算分析向家坝日调节非恒定流对落锅滩河段航道通航水流条件的影响,选取两种典型日调节工况和泄洪工况分析河段内水位、流量、流速等水力因素变化特性。结果表明,两种典型日调节工况下非恒定流传播至落锅滩水位变幅在1. 26～1. 46 m,泄洪工况下水位最大日变幅在2. 05～2. 96 m,非恒定流对河段产生了一定影响,根据目前通航标准来看,4种工况下河段内水力指标均能够达到通航水力指标。建议对坝下非恒定流特征及其对航道、港口码头的影响情况进行原型观测,积累实践经验,为进一步优化电站调度方案和下游航道维护等方面提供依据。     

涉河工程对楼山后河水位影响的数值模拟

因青岛市李沧区楼山后河需要整治规划,特研究楼山后河工程后在不同重现期洪水流量下,河道内沿程水面线的变化情况,以及堰流对防洪影响,并根据二维数值模拟结果和物理模型试验结果,为工程实施提供科学依据和指导建议。     

河道采砂对岷江龙溪口至合江门航道条件的影响研究

岷江航道受人类采砂活动影响,河床演变快,航槽稳定性较差,探究河道采砂对岷江龙溪口至合江门航道条件的影响对该航道的建设规划具有重要意义。本文建立了平面二维水流数学模型,对采砂前后航道的流速、水位以及沿程比降进行分析,分析结果表明采砂后岷江的水位下降幅度为0.01～0.80m,流速变化的幅度为-1.56～0.67m/s,比降变化的幅度为-1.419～1.516‰。可以看出采砂对航道内水位、流速、比降影响均较小,对航道水流条件影响较小。研究结果可为岷江下段航道整治工程提供支撑。     

洪水过程的菲律宾Kauswagan电站围堤渗流及边坡稳定分析

针对洪水过程水位变化对渗流及边坡稳定的影响问题,以菲律宾Kauswagan电站围堤工程为例,通过对工程洪水过程数据的合理假定,采用有限元分析软件GeoStudio对工程东围堤进行洪水过程的渗流-稳定耦合模拟。根据模型静态的渗流分析,对堤身填筑材料进行验证及筛选;并通对洪水过程的动态渗流-稳定耦合模拟,得到洪水过程的堤身稳定性变化情况,对类似围堤工程设计具有借鉴意义。     

德感河岸整治工程对河道水流的影响

根据河工模型试验资料，研究了长江德感可岸整治工程修建后河道水流条件的变化规律，分析了整治工程后，分汊河段分流比变化规律，河道综合糙率变化，水面变化、边滩挖槽的效果及其上水航浅流速的变化，提出了合理可行的工程方案及改善措施。     

陡坡强输沙河道变坡点水位的试验研究

我国山洪灾害频发,人们对其中泥沙致灾的因素越来越重视。采用单因素控制法通过陡比降变化水槽试验,模拟山区河道坡度变化及大量泥沙输送,研究大比降强输沙条件下水位的变化规律。试验结果显示:在携带大量泥沙的情况下,快速落淤泥沙导致局部坡度变缓、流速降低、水位上升;另一方面,泥沙本身的阻力作用导致水位升高。因而导致局部河段急缓流交替水跃发生,显著抬高洪水位,泥沙与水的互馈作用使交界锋面位置处水位显著高于清水水深。研究表明,流量越大、输沙率越大或上游河道比降越大,交界锋面位置处水位越高。伴随着泥沙淤积的逆行发展,异常的水位激增除在边坡交界点附近发生外,还向上游传播,导致漫溢洪水泛滥成灾。     

乌江渡电站泄流对乌江渡码头航行影响

为分析乌江渡水电站泄流对下游乌江渡码头通航水流条件的影响,建立了乌江渡码头河段二维非恒定流水流数学模型,并运用实测水位流速资料对模型进行验证。对恒定流通航条件进行模拟分析。针对电站发电泄流代表方式,采用流速和比降历时变化、10 min水位变率,分析电站泄流引起的乌江渡河段通航水动力变化过程。结合船舶上行能力,分析电站泄流对船舶进港靠泊的影响。