明渠非恒定流下输沙对比研究

明渠非恒定流下的输沙是河流泥沙运动力学的基础问题。针对现阶段水库下泄、山洪暴发引起的非恒定流对泥沙的影响与恒定流下不同,利用现阶段国内外的非恒定流输沙数据进行对比分析,发现各研究者未得到一致结论,因此非恒定流及对应的输沙仍处于起步阶段。通过定义了一个新的非恒定系数,将各个研究者的数据进行对比整合,找到了非恒定流与输沙的普遍规律。     

恒定流中非均匀沙推移质不平衡输沙研究

冲积河流的平衡状态指的是在足够长的时间内(以月计)进入某一河段的泥沙等于从该河段输出的泥沙。恒定流中,由于泥沙输移率随时间及空间变化,因此,泥沙的输移总是不平衡的。我们选用粒径为0.05～20.00mm的煤屑及天然沙。在长30m、宽0.5m的变坡水槽内进行了清水冲刷(恒定流)推移质不平衡输沙试验;建立了恒定流中非均匀沙推移质不平衡输沙方程;在修正Gessler,J.冲蚀物级配基础上,提出了推移质级配的计算公式;河床质级配方程采用CARICHAR混合层模塑;并将推移质输沙、级配方程及河床质级配方程应用于河床粗化数学模型,得到计算与水槽实测相一致的结果。     

山区河流非恒定流航道沙卵石浅滩整治

为治理非恒定流条件下的沙卵石浅滩,通过对已建工程的调查研究、原型观测、物模试验,经分析后,提出了相应的整治原则、整治水位、平面设计及施工与维护技术措施。     

乌江渡枢纽下游航道二维非恒定流数学模型研究

受上游乌江渡枢纽调峰影响,乌江的乌江渡枢纽至漩塘河段水位陡涨陡落。建立乌江渡枢纽下游航道二维非恒定流数学模型,验证了原型水位和流速分布,计算了不同工况条件下乌江渡枢纽泄水波传播过程,研究了乌江渡枢纽非恒定流下泄对下游航道的影响。     

非恒定流对长江叙渝段航道整治建筑物坝面维修的影响

叙渝段航道整治建筑物坝面维修受上游金沙江、岷江枢纽电站的非恒定流影响明显。基于近年李庄、朱沱两站逐时水位资料,分析了两站水位变化特征。根据低水位集中、日变幅最小的原则提出了宜宾—合江、合江—重庆河段航道整治建筑物坝面维修的最佳施工时间,为保证坝面的质量,可适当减小坝面厚度或采取分段施工的方法。     

非恒定流垂线流速分布规律的初探

从雷诺方程出发 ,通过对非恒定流的沿程阻力损失在垂线上分布规律的修正 ,可获得非恒定流和恒定非均匀流垂线流速分布公式。若定义均匀流垂线流速分布为A型 ,则非恒定流或恒定非均匀流垂线流速分布一般为B型和C型。B型分布在主流区 ,分布梯度大于A型 ;C型分布与A型相反 ,分布梯度一般为负     

三峡升船机下游引航道非恒定流波动特性试验研究*

通过1:80的三峡枢纽及下游引航道整体物理模型研究了典型的大坝泄洪、电站调峰、船闸泄水及其叠加工况下的升船机下游引航道非恒定流波动特性。结果表明：三峡枢纽下游引航道内的水位波动是引航道波流运动和两坝间流量差引起的河道涨、落水长波耦合叠加的结果。枢纽进行百年一遇洪水调节时升船机下闸首水位波动最大小时变幅061 m/h。当大坝泄洪单次调节流量小于2 000 m3/s时,升船机下闸首水位波动小时变幅小于042 m/h。电站调峰运行时,升船机引航道水位波动首波幅值随流量变幅和变率的增大而增大,最大小时变幅则取决于流量变幅和两坝间净流量大小。船闸双线同时泄水时升船机下闸首水位最大小时变幅018 m/h,基本不影响升船机运行。     

日调节电站非恒定流航道追峰通航的实用性探讨

日调节电站非恒定流航道通航水位的选择确定是山区航道研究课题之一,文中依据对非恒定流航道的原型观测和实地调查资料分析后,论述了非恒定流特性及对航道的影响,并从多种通航方式中优选出营运效益良好,且受船工关注的追峰通航进行全面的深入的剖析论述.     

长江上游日调节非恒定流对拴疆碛浅滩航道要素的影响*

向家坝水电站日调节非恒定流与岷江日调节非恒定流在宜宾合江门汇合形成新的非恒定流过程,波长超过200 km,对宜宾—泸州河段（叙泸段）航道滩险的通航要素产生明显影响。采用平面二维非恒定水流数学模型,计算分析代表工况下日调节非恒定流传播规律及其对叙泸段拴疆碛航道要素的影响。结果表明：1）日调节非恒定流自合江门传递到拴疆碛约1.5 h,拴疆碛水位日变幅最大约1.053 m,相较于合江门衰减约30%,且波峰时期水面比降小于波谷时期,拴疆碛卵石滩采砂对非恒定流运动产生明显影响;2）代表性日调节非恒定流过程中,拴疆碛河段满足航道维护标准2.9 m水深的河宽在204~585 m,现有航标设置存在航道边界不满足最小维护水深情况,须对现有航标设置方案进行优化。     

叙泸段河道非恒定流作用下水力参数的变化

金沙江与岷江干支流上水电站调峰发电下泄非恒定流引起下游叙泸段河道水流条件显著变化。结合一维非恒定流数学模型和实测资料分析研究叙泸段河道内代表性非恒定流传播过程及其造成水力参数相对于概化恒定流条件时的变化情况。结果表明:叙泸段河道内典型非恒定流波长为218 km,传播速度3 m/s;随着传播距离增加波衰减幅度减小,波形变得光滑;当宜宾水位处于波峰时,下游沿程流量呈现递减趋势,波谷则正好相反;相对于恒定流条件,其流量变化范围为0~730 m3/s,水位抬升0.5~2 m;断面平均流速变化在-0.5~0.2 m/s,比降变化范围为-0.2‰~0.2‰,比降最大值为1.38‰。     

向家坝日调节运行对长江叙渝段航道维护影响研究

金沙江最下游梯级向家坝水电站,因其装机容量大,发电运行期间非恒定流造成坝下水位日变幅及小时变幅较大,会对长江叙渝段航道维护造成严重影响。基于长河段非恒定流数学模型,研究向家坝水电站日调节运行后长江上游非恒定流传播特性,分析日调节运行对航道维护的影响,提出相应航道维护管理对策。     

日调节非恒定流对筲箕背河段航道水流条件的影响

选取典型工况通过非恒定数学模型计算分析滩段水位、流量、流速、比降等因素变化特性,得到日调节对筲箕背河段水流条件的影响.结果显示,2种日调节工况下非恒定流传播至筲箕背河段水位变幅在1.01～1.37 m,非恒定流对下游航道水流条件和对研究河段内的控制河段及航道维护设施等产生一定的影响,并且日变幅4.5 m较日变幅3.0 ...     

非恒定流下桩群绕流局部冲刷试验

水流经过桩群时,桩前会出现下降水流和马蹄形漩涡,显著增加水流的挟沙能力与输移能力。本文基于非恒定流桩群绕流局部冲刷水槽试验,研究非恒定流下桩群绕流的局部冲刷分布以及最大冲刷深度;通过计算流体力学软件Flow 3D对水槽试验进行模拟计算仿真,研究非恒定流下桩群绕流局部冲刷发展过程。研究表明：上游单桩的冲刷范围为桩前2D（桩径）至桩后1D,桩外侧2.5D至桩内侧1D;下游单桩的冲刷范围为桩前1D至桩后1D,桩外侧1.5D至桩内侧1D,且桩群各个区域的横向冲刷断面也有差异;最大冲刷深度和冲刷体积随时间呈对数形式增加,直至达到冲刷平衡状态,且20%的时间局部冲刷可完成冲刷平衡时的50%,50%的时间可达到冲刷平衡的80%。     

非恒定流作用下的抛石丁坝可靠度研究

航道整治建筑物中的抛石丁坝水毁现象十分严重,其可靠性及使用寿命难以准确预测。针对这一问题,以非恒定流流量过程为控制条件,通过水槽物理模型试验,对"流量过程和最大冲深"这一组合进行了试验研究和计算方法研究,定义出抛石丁坝失效准则,采用基础统计理论,得出流量过程和最大冲深相结合的可靠度及使用寿命预测的概率模型计算方法。该方法对完善航道整治建筑物可靠度研究有一定的借鉴意义,还可为航道管理部门提供参考。     

汉江福滩航道整治技术研究

受安康枢纽电站日调节的影响,坝下河段日内流量、水位变幅大;枯水流量很小,航道一年内约有20%左右的时间需要等水通航,碍航严重。对福滩滩性进行了分析,并提出了整治原则和方法,通过模型试验和工程实践取得了良好的效果。     

非恒定流条件下边滩冲刷机理试验研究

滩体是构成河道的重要组成部分,在稳定枯水航槽和控制航道格局等方面有着重要作用。因此在航道整治过程中,对滩体的保护与控制尤为重要。依托长江中游航道,通过非恒定流水槽概化模型试验,观测边滩滩体上不同位置处水流加速度,分析边滩的受力及冲刷原因,得到水流对边滩冲刷力的横向和纵向分布规律及边滩易冲刷部位变化特点。研究成果对长江中游航道整治边滩守护工程具有一定的理论指导价值。     

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。     

洋山港及邻近海域悬沙输运特征研究*

基于SWEM2D数值模型,建立了一个范围包括洋山港、长江口及杭州湾的二维水流泥沙数学模型。根据2004年5月洋山港实测水文泥沙资料,认为洋山港区域悬沙垂向切变输运较小,可忽略该项对悬沙输运的影响,采用二维泥沙数学模型能基本反映出该区域悬沙输运特点。利用2004年5月洋山港及邻近海域实测水文泥沙资料对模型计算结果进行验证,验证结果表明模型计算结果与实际情况吻合良好。在此基础上,根据模型计算结果计算了洋山港及邻近海域大、中、小潮期间悬沙输运速度。结果表明,洋山港区域悬沙主要以欧拉输运为主,斯托克斯漂移、潮泵输运为辅。该区域西口门高含沙量主要是受到长江口及杭州湾悬沙输运富集的影响。其邻近海域主要的悬沙输运在近南汇边滩以东区域分成两股,一股向北,一股沿着南汇南岸的水下泥沙通道,径直流向杭州湾,并在杭州湾的悬沙输运的带动下,向洋山港流去。