湘江永衡三级航道潇湘枢纽船闸改造工程通航水流条件研究

针对湘江永州至衡阳三级航道改扩建工程中潇湘枢纽船闸改造工程建设对通航水流条件的影响,建立了工程河段二维水流数学模型,开展通航水流条件模拟研究。分析了工程方案实施后船闸上游近坝段航道沿程断面最大纵向流速、航道沿程断面最大横向流速、航中线纵向流速、航中线横向流速,讨论了不同流量条件下航道范围内纵向流速、横向流速分布特征。     

涪江吴家渡电航工程船模通航试验研究

采用自航小尺度船模技术,通过水工模型对吴家渡电航工程的通航条件进行了研究。试验结果表明,当Q≤3000m3/s时,该枢纽工程的通航条件满足Ⅴ级航道通航标准。试验发现,船队的航线和驾驶方式以及枢纽的运行方式对航行安全都有很大影响。建议枢纽建成后,通过设置航标等方法确保过往船舶顺利通航。     

长尾水渠中电站日调节下泄水流运动规律

安谷枢纽工程以筑坝获取水头,并采用长尾水渠进一步增加水头发电,电站尾水渠与通航共用一渠。运用数模计算的方法,研究了尾水渠通航条件等技术问题。研究了电站机组增(减)负荷产生的非恒定流尾水渠水流运动规律、尾水渠水力要素与机组启闭时间、流量的关系,提出了改善措施。     

涪江吴家街电航枢纽引水渠口门通航试验

涪江吴家街电航枢纽工程系裁弯取直工程。通过正态物理模型试验 ,分析了不同运行方案情况下 ,引水渠取水口通航水流条件。研究表明 ,对水库的调度运行方案及取水口平面布置进行优化后 ,可以满足船舶安全航行与发电拉沙的要求     

复杂心滩通航河段不同角度碛首坝对航道条件的影响*

长江上游河段多为基岩和卵砾石河床,常见心滩、浅滩及边滩等复杂边界碍航河段。由于工程实际需要及航道整治要求,经常存在采砂坑、开挖航槽、修筑碛坝等改变局部河道边界的情况。以长江上游占碛子河段为例,建立向右偏转0°、5°、10°碛首导流坝数学模型,分析表明:0°碛坝引起的水位壅高流速增幅和分流比变化均较小 ,对占碛子浅滩影响较小;5°碛坝对主槽分流比和航道通航水深及流速的优化更加明显,通航效果更优;10°碛坝对主槽通航条件的改善明显,对流场改变较大,引起了明显的河势演变。为长江上游复杂通航河段航道整治工程的设计和研究提供参考。     

长江中游芦家河水道维护性疏浚技术

芦家河水道位于长江中游砂卵石河段中下段,多年来碍航严重,目前主要通过维护性疏浚维持航道畅通。以2018年维护性疏浚为背景,分析河道特点和碍航原因,提出疏浚思路、方案及设计参数,并利用数学模型分析疏浚工程的效果。结果表明,结合芦家河水道复杂的碍航原因,近期宜采用兼顾控制上游水位和水浅问题、坡陡流急与航宽尺度改善相结合、提前疏浚以降低枯水位维护压力、兼顾施工与通航的分区分层作业的疏浚思路,清除三宁化工码头前沿浅包以及毛家花屋航槽右缘乱石堆。工程实施后,能保证枯水期的通航水深,对水位影响较小且降低了疏浚区附近流速,可为船舶上行提供较宽的缓流区。     

涪江富金坝枢纽船模通航试验研究

鉴于富金坝电航工程发电厂和通航船闸及上下游引航道利用露水垭垭口布置,通航条件较为复杂,因此在初步设计阶段．通过船模试验进一步论证枢纽船闸的通航条件,检验船舶进出船闸的可靠性。根据船模试验最高安全限值的要求,结合有关水流条件和船模通航试验研究,对试验成果进行分析,提出最佳航线、驾驶方式和航行难点,并最终给出推荐方案及建议。     

澜沧江望江楼段航道整治设计及整治效果数值模拟分析

针对澜沧江望江楼段航道左岸有浅滩凸入河心,枯水期航深、航宽不足,通航条件较恶劣的情况,先梳理了工程河段相关建设条件,根据工程河段规划等级对航道整治方案进行了详细设计,提出对弯刀滩(1#)和郝村滩(2#)进行炸礁清滩处理。然后借助Aquaveo.SMS软件对整治水位工况下,工程河段整治前后进行了数值模拟。模拟结果显示,整治后,工程河段1#炸礁区回流问题显著改善,2#炸礁区过水断面增大,有效航宽显著增加,河段流速下降,整个河段水流结构分布更为平顺,水流流向与航道中心线夹角均值下降到11.5°,流态有所改善,整个河段均满足四级航道通航尺度,满足设计要求。     

黄河上游典型崩岸碍航河段航道整治

针对黄河上游河段堤防或护岸崩塌、后退导致河道放宽、航槽淤积问题,进行了崩岸碍航河段航道整治方案研究。采用二维水流数学模型,计算黄河黑峡滩河段崩岸前后航槽内水动力条件变化,并对不同航道整治方案进行分析。结果表明：1）优良河段因崩岸或采砂等因素导致河床形态突变前航槽内水流条件（流速、流态等）改变,可为航道整治方案实施后航槽内通航水流条件提供重要参考。2）根据工程实施后效果观测,利用整治工程适当调整中、枯水的河宽,使挖槽内流速大小接近崩岸前流速,对维持挖槽稳定十分有效。     

大顶子山航电枢纽一期施工河床变形对通航影响

利用大顶子山航电枢纽坝区全沙动床模型,对一期束窄左汊河道的泄流能力、流速流态、通航水流条件及河床变形进行了试验研究,着重研究了一期施工遭遇不同水文年、左汊河道采取不同工程措施情况下河床变形对通航的影响,提出了一期施工航线选择及满足通航要求的改善措施。     

长江三峡两坝间河段航道整治方案

三峡—葛洲坝两坝间河段是川江船舶航行最困难的航段之一,其通航能力已经成为制约长江干线航运发展的瓶颈,需对该河段碍航滩险进行合理整治。文中介绍了两坝间重点碍航滩段,并以长江三峡两坝间著名的洪水急流滩——喜滩为例,分析了该滩段的碍航特性及成因,提出了通过炸礁、填槽和筑坝等工程措施,以减缓上水航线的流速、比降,消除泡漩乱水,扩大通航水域的整治思路,以延长万吨级船队通航期,满足设计船舶通航要求,为长江干线两坝间航道系统建设提供参考。     

电站泄流对乌江渡码头河段航行影响改善研究

为解决乌江渡水电站泄流作用下电站下游乌江渡码头进港困难问题,文章采用二维数学模型对水流进行模拟结合航行阻力分析方法,对乌江渡码头河段通航水流条件进行研究。首先对恒定流通航条件进行了分析,发现了恒定流碍航基本发生在最低通航流量。然后基于电站一些典型泄流过程,采用10 min水位变率、流速和比降分析非恒定流历时变化,研究了电站泄流传递过程对通航水流条件的影响。最后针对电站泄流引起泄水波波锋所到河段局部比降、流速快速增大,进而导致通航水流条件恶化问题,提出了"对航道进行理直、拓宽"优化航道布置形式结合"电站泄流由单次改为延时多次"调整枢纽泄流方式的改善措施,基本解决了乌江渡码头通航水流碍航问题。上述成果为改善类似碍航问题提供了参考。     

赣江尾闾南支枢纽通航水流条件数值模拟研究*

拦河枢纽的施工和运营将显著改变河道的水流条件,对通航产生潜在的影响,因此有必要对枢纽工程不同时期的通航水流条件进行研究和评价。以赣江南支枢纽工程河段为研究对象,建立南支河段二维水动力数值模型,模拟施工期和运营期的河道水动力过程,分析枢纽工程对航道通航水流条件的影响。结果表明：各时期航道内流态相对平顺,不会对通航产生不利影响,在大部分流量工况下水流条件均满足通航要求;仅在施工一期10 a一遇工况下,临时航道有部分区域流速超过赣江航道通航流速控制指标（2.00 m/s）,长度约为2 000 m,流速最大值为2.54 m/s;在施工二期、运营期,河段航道内水流条件均满足通航要求。研究结果可为赣江南支枢纽通航安全和运行调度提供参考。     

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。     

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。     

嘉陵江苍溪电航工程通航水力学试验研究

嘉陵江苍溪电航工程是以发电、航运开发为主,兼顾灌溉和旅游的综合利用水利枢纽工程。本文通过结合模型试验的成果,论述了船闸上、下引航道口门区通航条件的影响,提出了改善引航道口门区通航水流条件的工程措施,研究成果已被设计采用。     

内河船舶操纵数学模型中水流力的模拟及应用

内河水域通航水流条件复杂,尤其是在船闸引航道口门区,进出闸安全一直是人们关注的最重要的问题。文章建立的模型考虑了船舶在船长方向上不同的水流流速,提升了船舶操纵模拟的精度,并将其应用到了旗杆咀船闸改造工程中,利用数值模拟与仿真模拟相结合的方式研究了船闸上、下游引航道的通航建筑物的平面布置方案,提出了改善通航条件的方法及平面布置需要注意的事项。     

景洪升船机下游引航道口门区通航水流条件观测研究*

针对通航建筑物下游引航道口门区复杂流场的现场观测难题，发明了高精度的水流流速、流场测试方法，准确获得不同流量工况下景洪升船机下游引航道口门区的横向、纵向及回流流速，揭示带透水导墙的引航道口门区流场结构特征，为升船机船舶通航安全评价、航路航法优化等通航管理提供重要依据；并将原型观测与模型试验结果进行对比分析，针对通航水流条件模型试验及船舶通航安全评估提出建议，可为相关研究提供参考。     

引江济淮跌水工程汇流口通航条件三维数值模拟*

基于VOF法的RNG k-ε双方程紊流数学模型,对引江济淮工程韩桥跌水工程水流压强特性及下游通航水流流态进行三维数值模拟,对消能效果进行分析评价,并根据原布置方案的流速分布情况以及水流特性,对方案进行调整优化。结果表明：韩桥跌水工程原布置方案,在支流20 a一遇和5 a一遇流量通航工况条件下,汇流口横向流速值均不符合规划值要求,最大横向流速0.46和0.35 m/s;优化后的工程方案消能效果良好,汇流口区域横向流速与回流流速均满足设计要求,5 a一遇不利通航工况和20 a一遇设计通航工况最大横向流速分别为0.13和0.25 m/s,可作为推荐方案。     

多线船闸下游极低通航水位通航水流条件试验研究

红花多线船闸下游通航水位较低时,受河道地形影响,口门区出现大范围斜流和横流,严重威胁航运安全。采用1100整体水工模型及自航船模试验,根据低通航水位水流特点,提出并论证大区域疏深挖槽导流、降低碍航段沙洲高程、延长隔流堤长度与洼地回填制造隔流带等综合措施,有效降低了口门区纵、横向流速和回流流速。经验证,优化措施不仅可满足下游低水位的通航要求,还可以提高船闸的最大通航流量,提高船闸通航效率。船模试验结果表明,船舶操纵参数均在要求范围内。研究结果可供相关枢纽工程参考。