植草型双模袋生态混凝土护坡抗冲性能试验研究

植草型双模袋生态混凝土护坡是自主研发设计的一种新型护坡结构,试验自制试水流冲刷试验装置,设定最大设计流速为3m/s,对3种不同形式的护坡模型进行冲刷试验,计算护坡植被区的床面切应力及摩阻流速,分析各护坡的抗冲特性,试验结果表明:随着冲刷流速的增大,模型箱植被区的床面糙率逐渐减小,而模型箱植被区所受到的床面切应力逐渐增大。植草型双模袋生态混凝土护坡的抗冲刷性能明显优于其它型式护坡。当试验水流以最大设计流速3m/s的流速连续冲刷5.37h后,植草型双模袋生态混凝土护坡发生破坏,此时的床面切应力为285.3N/m2,摩阻流速为0.53m/s。     

含植被河道水流阻力系数试验研究

河道植被生态特征的多样性和水流运动的复杂性造成的水流阻力难以预估,生态型河道防洪能力计算存在困难。通过对含植被河道水流阻力系数试验及研究成果的回顾,梳理已有的研究方法、研究内容和相应结论,分析阻力系数的影响因素和计算取值,提出尚需进一步加强的技术途径和开展的研究方向:含植被河道模型试验的技术手段尚需改进,在强化植被层中紊流涡旋运动观测分析的基础上,加强对植被层水流阻力的机理研究;须针对植物随机生长和种群分布特点,加强对植被生态特征与水流阻力关系的研究,并进一步优化植被与河床共同作用下水流阻力的计算方法。     

水流夹角对群桩局部冲刷影响试验研究

水流夹角对大型、超大型群桩的局部冲刷影响研究至今仍为空白。通过宽水槽试验,对梅花形大型桩群进行了水流夹角对局部冲刷影响的研究,得出不同水流夹角情况下的冲刷形态和由此产生的桩群夹角增深系数。为工程设计及规范中涉及局部冲刷条文的修订提供参考。     

新疆叶尔羌河宽浅变迁河段股流形成机理探讨

针对新疆叶尔羌河宽浅变迁河段特有的水流泥沙特性,运用现场调查、理论分析及动床试验模型相结合的方法,对麦盖提大桥桥位宽浅变迁河段的股流形成机理进行了初步探讨,得出了叶尔羌河宽浅变迁河段股流的形成受到上游来流量变化、水流横向环流、床沙抗冲特性等多种因素的共同影响,并对此类河段股流的特征进行了描述。     

潮汐河段桥墩局部冲刷深度的试验研究

随着公路延伸到潮汐河道和近海海港,在桥梁设计中需要对潮汐河段桥墩的局部冲刷深度进行分析。在动床模型试验中使用了典型的潮汐水流条件和3种代表性的模型沙。使用拍照和测量记录下冲刷坑的形态和深度变化过程,得到了潮汐河段桥墩的冲刷过程,将潮流冲刷的深度与恒定流的深度进行比较,得出不同条件下冲刷深度的折减系数为0.75~0.92,建议以涨落急最大流速代替恒定流流速作为计算的标准,试验结果还表明泥沙粒径小于0.15 mm条件下的公式计算结果与试验结果有差别,建议对公式进行修正。     

长江中游河漫滩滩面守护结构试验研究

以长江大马洲水道为原型,将植草格作为新型守护结构形式引入护滩工程。结合丙寅洲外滩滩面的水流和泥沙运动特点,建立概化水槽模型,进行了植草格对水流结构的影响及滩面防冲刷效果的试验研究。铺设植草格后滩面近底流速明显降低,对格内回填沙的稳固作用较为明显,为植草格内植被的生长提供了良好条件。在丙寅洲上游段外滩滩面流速较大的区域,采取植草格生态守护措施是可行的。     

新建桥墩对整治建筑物影响及守护措施研究

拟建南纪门轨道专用桥桥墩距离下游整治建筑物最小距离仅24 m,桥墩建成后将对整治建筑物自身稳定产生一定的不利影响,进而可能影响该河段航道整治效果和既定整治目标的实现。采用二维水流泥沙数学模型,计算桥墩建成后水沙条件变化,并对提出的联合守护方案效果进行分析。结果表明：桥梁建设对工程河段航道的通航水流条件影响较小,但会造成桥墩、直立式挡墙前沿和丁顺坝坝头等区域产生局部冲刷,影响桥墩、挡墙及Z^#₁丁顺坝自身的稳定性;联合守护方案实施后,局部冲刷范围明显减小,冲刷强度显著减弱,保障了整治建筑物和桥梁的稳定性,确保航道整治工程原设计功能的正常发挥。     

荆江河段高滩守护工程护底排边缘冲刷试验研究

针对长江中游荆江河段复杂的水沙条件和地形条件,建立概化水槽模型,对高滩守护工程护底排边缘冲刷开展试验研究。分别研究了不同流速、压载条件、排体长度对冲刷坑最大深度和水下稳定边坡系数的影响,提出了荆江河段高滩守护护底排边缘水下冲刷坑的计算公式,并确定了不同工况条件下荆江河段水下稳定边坡系数宜取0.5,为高滩守护工程护底排长度的确定奠定了基础。     

丁坝周围水流紊动特性与地形冲刷的关系*

通过动床冲刷试验对不同形式丁坝的水流紊动特性进行对比分析,结合河床冲刷地形等值线图,找出水流紊动特性与河床冲刷之间的关系。在此基础上,深入分析不同形式丁坝对水流紊动特性的影响,优选出新型坝体结构形式。试验结果表明：丁坝周围地形的冲刷与水流紊动的强烈程度有关,冲刷坑的深度随水流紊动特性的变化有先增大后减小的趋势;沙垄主要由粗砂组成,且断面形状呈“流线型”,回流区出现细砂覆盖层;圆弧断面和勾头形式丁坝在减弱水流紊动方面具有一定的优势。     

梯级水利枢纽生态调度对库区航道影响案例分析

针对汉江梯级枢纽首次生态调度实施以后,汉江兴隆枢纽常年库区新河口河段航道弯曲出浅的问题,对水文条件、河床演变和航道尺度进行分析,探究汉江梯级枢纽生态调度对兴隆枢纽库区航道的影响,预测库区航道发展趋势。结果表明,汉江梯级枢纽首次生态调度期间,兴隆枢纽库区水位陡落陡涨,水流比降流速大,兴隆枢纽库区马良—沙洋河段过渡段航道稳定性差,调度历时短导致过渡段航槽缺乏足够的水流冲刷而出现碍航情况。预测远期马良—沙洋段过渡段均可能存在航道摆动的现象,且河槽将呈淤积趋势,航道条件可能进一步恶化。     

洞庭湖双向水流浅滩整治原则初步研究

在分析洞庭湖双向水流浅滩演变特点的基础上，提出了双向水流河段浅滩整治的原则，并应用到洞庭湖区白沙至茅草街河段航道整治中。研究表明，综合考虑顺流、逆流水流流态，选择对冲刷最为有利的航槽，采取疏浚和修建整治建筑物相结合的方法，集中汛末水量冲刷主航槽，辅以疏浚挖槽，增加枯期水深，能够取得良好的工程整治效果。     

群坝局部冲深计算试验研究

通过试验研究群坝局部冲刷问题 ,对群坝和单坝的水流现象进行了比较 ,分析了群坝局部冲刷与单坝局部冲刷的区别以及水流、坝距、坝长等因素对群坝各坝坝头局部冲刷深度影响 ,并根据试验资料提出了冲深计算公式。     

WASSIT电厂取水工程水流与泥沙冲淤演变计算研究

本研究是利用伊拉克当地现有的水文、地形资料及前期建立并验证成功的数学模型对WASSIT电厂设计的蘑菇头取水方案进行了水流与泥沙冲淤演变计算,并得出主要结论:取水工程的建设对研究河段水流影响较小,取水口局部水流流态变化甚微;采用代表年份的水沙过程计算表明蘑菇头取水方案实施后,由工程引起的最大相对冲刷幅度约为0.12m/a;采用桥墩局部冲刷公式计算得到取水蘑菇头墩体周围局部冲刷深度为1.41m。     

河道水流冲刷对推移质运动形态影响试验研究

水流冲刷下的床面是推移质运动的场所,研究微观床面形态对推移质运动的影响,有利于探究床面上推移质运动的规律,对河道治理有较好的促进作用。经过系列水槽试验,选取具有代表性的视频,采用图像识别技术,对视频中运动的物体进行标记,分析推移质在床面运动的规律,探究水流冲刷对推移质运动形态的影响。结果表明：大颗粒在床面上的运动方向与水流方向形成一个小于30°的、路径较直的夹角;小颗粒在床面的运动受近底流速的影响,聚集体会对河床表面水流进行树枝型分流,导致小颗粒的运动方向时刻变化,与水流方向夹角范围在0°～90°,在2个聚集体之间加速较为明显;不同形态的聚集体的稳定性不同,且聚集体之间可相互转化。     

三峡蓄水后芦家河河段演变分析

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整.基于芦家河河段三峡蓄水后2003-2008年原型观测资料,分析了蓄水后该河段的冲淤变化情况.结果表明该河段在三峡蓄水后总体处于冲刷状态,石泓较之沙泓冲刷严重,碛坝尾部大范围冲刷,这对河段沙石泓分流比产生较大影响,进而影响航道.本河段有些部位抗冲刷能力强,冲刷下切并不明显,这可作为宜昌枯水位在三峡水库蓄水运用后没有大幅度下降的因素之一.     

阜阳水系综合整治项目颍河边滩植被水流研究

阜阳水系综合治理项目包含颍河凤凰湿地建设,凤凰湿地在颍河边滩布置挺水植物和沉水植物等,形成边滩植被水流的形态。通过由实验室实测数据验证过的边滩双层植被(分别模拟挺水植物、沉水植物)的流速分布解析解,推求颍河凤凰湿地的流速分布。结合流速分布结果,对工程的防冲设计进行验证,为边滩生态湿地项目的设计提供了边滩植被水流计算方法。     

规则波作用下刚性植被海岸准静态平衡剖面试验

海岸植被作为新兴的生态护岸方式受到广泛关注。针对水动力要素对岸滩演变的作用,进行波浪及水深条件对植被岸滩准静态平衡剖面的影响规律研究。采用物理模型试验的方法,通过定性和定量分析,得出不同波高、不同周期规则波对植被岸滩平衡剖面的影响规律,以及波陡与岸滩无量纲尺寸的幂函数关系式和不同水深条件下各无量纲指标的变化趋势。结果显示,波高对平衡剖面的影响规律较明显,波周期及水深的影响规律性相对较弱;波陡与岸滩无量纲尺寸相关性良好,相对淤积尺寸的拟合结果优于冲刷尺度,小波陡区域拟合结果优于大波陡区域。     

清水下泄条件下芦家河水道沙泓进口淤沙浅滩形成机理研究

三峡蓄水以来,清水下泄条件下芦家河水道发生明显冲刷,受河段边界条件、水动力条件、来水来沙条件影响,近年来沙泓进口河段泥沙淤积逐渐开始形成新的浅滩。分析了芦家河水道河道形态、水文泥沙、冲淤演变以及洲滩变化特征,在此基础上,结合河床演变机理,分析了芦家河水道沙泓进口淤沙浅滩主要影响因素,并对芦家河沙泓进口泥沙冲淤变化、滩槽变化以及水流条件变化趋势进行了预测。     

刚性植被密度对岸滩作用的数值模拟*

岸滩修复工程通常会利用植被来增加岸边的稳定性。为研究刚性植被对水流、床面形态的影响,以圆柱代替刚性植被进行了不同植被密度下的植被-水流-泥沙数值模拟研究,并分析了植株周围水流流速、床面切应力与植被密度的关系。结果表明：1）数值模拟流速结果与试验结果较为吻合。2）随着植被密度的增加,流速、床面切应力均呈现先增大后减小的规律。3）床面形态变化规律显示,当植被密度增加到一定程度时,整体形成沙脊的现象不那么明显,而是以单根植被下游近区的局域沙堆出现。     

武汉河段鲇鱼套港区近期冲淤演变分析

三峡水库蓄水运用以后,下游河段来水来沙发生改变,河床发生了冲淤调整.基于该河段建库后原型观测资料,分析了近期鲇鱼套港区河道的冲淤变化情况,并结合本河段的水流泥沙特性,阐述了该河段的演变机理.分析计算表明:本河段河势基本稳定,受清水下泄影响,整个河段包括鲇鱼套港区以冲刷为主;受潜洲尾部淤长影响,武昌深槽头部有所淤积后退;鲇鱼套港区潜洲右槽部分河槽被冲刷挤压,断面形态有窄深化趋势,如果遇到大水年潜洲尾部的淤长势必影响港区的顺利通航及航行安全.