枢纽下游河床清水冲刷粗化研究综述

天然河流修建水库后,下游河道发生的最大变化就是河床冲刷粗化。河床冲刷与粗化的研究在水利、水运、水电工程中有着重大的实际意义,是解决山区及丘陵区水利工程面临的河床冲刷粗化所引起的河床演变的关键问题之一。国内外众多学者专家都对冲刷粗化问题进行过研究,文章意在总结已有枢纽下游河床冲刷粗化的研究成果,包括冲刷与粗化机理、冲刷粗化起动流速计算、粗化输沙率计算、粗化层级配计算、极限冲刷深度计算及冲刷后水位降落计算等。并对现有研究成果进行了简要的述评,为后续对这一问题进行深入研究作出必要的准备。     

长洲枢纽下游河床下切水位下降原因分析

近年来,长洲枢纽下游航道水位实测值呈现下降趋势,与原航道水位设计值不符。通过收集该河道的水文资料对河床演变原因进行分析。结果表明:上游来水来沙对枢纽下游河床的影响、下游河道过度采砂、河流梯级开发及水利枢纽建设以及航道整治建筑物的修建等是导致长洲枢纽下游河床下切水位下降的原因。结合该处具体情况,提出控制枢纽下游河道过度采砂、采用限制性整治措施以及加强河道断面检测的改善措施,为确保长洲枢纽下游航道的正常通航提供技术支撑。     

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。     

河床粗化研究的回顾及展望

本文综述了已有河床粗化的研究成果,包括河床粗化类型;床面可动层;粗化层的形成机理、级配计算、稳定性判别及河床极限冲刷深度的计算等,并用水槽及天然资料对粗化层级配计算方法作了简要评述,指出了尚有待改进的地方及今后着重开展的工作。     

从丹江口、葛洲坝水库下游河床冲刷看三峡工程下游河床演变对航道的影响

从三峡工程下游宜昌～城陵矾河段的地形、地貌、河型、河床泥沙组成及河岸、河床的抗冲性等方面与丹江口水库下游黄家港至皇庄河段的比较来看有诸多相似之处,因此它们在工程建成后河床的冲刷模式应是相近的.从这一观点出发,根据丹江口水库下游不同河段河床冲刷平均河底高程降低值△h与水位下降值△Z的关系预测三峡工程建成后对宜昌至城陵矶河段航道的影响.     

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。     

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。     

闽江水口枢纽坝下水位降落整治方法研究

枢纽下游河床遭受清水冲刷,河床下切、水位降落是普遍的规律,也是历来枢纽设计及航道整治中的重点和难点,文中针对闽江水口枢纽坝下水位降落幅度及河床地质条件,采用1:100正态物理模型与遥控自航船模相结合的研究手段,提出了若坝下水位降落幅度较小,且坝下河床冲刷已基本稳定,可采取潜坝或明渠及溢流坝方案治理;若坝下水位降落幅度较大,且坝下河床冲刷仍在继续,单纯解决通航问题可采取船闸改造或船闸加中间渠道方案治理。     

艳洲枢纽下游近坝段航道整治研究

枢纽下游的枯水位下降问题是航道出浅的重要原因,也是影响船闸通航、制约航道等级提升的重要因素。在分析澧水艳洲枢纽下游近坝段碍航特性、枯水位变化及原因的基础上,采用二维平面水流数学模型研究了澧水航道升级整治过程艳洲枢纽下游近坝段的浅滩整治问题,包括工程整治方案、整治效果及对枯水位的影响。结果表明:艳洲枢纽下游近坝段河床比降大、枯水位落差集中,具有明显的"陡坎"及"陡比降"现象,若仅以疏浚方式进行航道整治,则将引起艳洲枢纽船闸下游的枯水位明显下降,在艳洲枢纽船闸改扩建中下游设计最低通航水位的确定应充分考虑枢纽下游高等级航道整治工程的影响。     

凌津滩枢纽船闸下游近坝段航道整治研究

沅水梯级渠化最末一级凌津滩枢纽建成后,船闸下游引航道口门以下现行航道弯曲分汊、水浅流急、航道易淤积,船舶进出船闸困难,严重影响枢纽通航功能的发挥;在分析近坝河段航道碍航原因的基础上,通过水流和遥控自航船模、定床输沙物理模型试验,分别对左、右航线不同的工程整治方案进行研究优化;通过综合对比分析,废弃现行左线航道,选择右线开辟新航道,并针对存在的问题提出相关对策。     

清水冲刷河床调整过程试验研究

通过沙质河床清水冲刷水槽试验,对河床纵剖面的调整、沙波尺度、粗化层厚度及其与沙波运动关系、粗化层级配、推移质级配等进行了观测分析,进一步揭示了清水冲刷,河床重建平衡的机理。水槽试验表明,沙质河床清水冲刷,上游河段比降调平,床沙粗化,沙波发育,河床阻力增大,水深增大,流速减小,导致河床供沙能力削弱,输沙能力降低,冲刷向不冲刷转化。     

三峡水库蓄水后土脑子河段冲淤特性分析

土脑子河段在三峡水库135～139 m蓄水运用阶段位于水库变动回水区,156 m水位蓄水期间处于水库常年回水区.三峡水库蓄水前土脑子河段年际间冲淤平衡.根据蓄水后原型观测资料结合土脑子河段来水来沙情况及边界条件.分析了该河段的冲淤变化、深泓线、典型断面等变化规律,结果表明三峡水库蓄水后,土脑子河段洲滩岸线无明显的变化,右岸深槽发生周期性冲淤,呈现累积性淤积的趋势.2007年三峡水库156 m蓄水后土脑子河段全年持续淤积,河段逐渐由偏"V"型断面向"U"型断面转变.     

船舶锅炉水位控制仿真设计

从锅炉水位操纵模型进行建模，在WindowsNT环境下，利用VisualC＋＋编程对系统模型进行仿真，通过局域网下实时传递的数据实现锅炉水位模拟操纵的实时显示。     

西江长洲水利枢纽至界首河段航道碍航分析及整治措施

针对西江航运干线长洲水利枢纽至界首河段枯水期航道碍航问题,收集近年来实测的水文和地形图资料进行研究。通过对工程河段进行水文特性和河床演变分析,得知水位普遍下降与航道冲淤变化是引起枯水期航道水深不足的主要原因,弯道横流对船舶航行安全也有影响,为此针对性提出疏浚炸礁、回填深槽、调顺航线等工程措施。平面二维水流数学模型研究结果表明,实施航道整治以后,航道水深和流态得到改善。研究思路和成果可为类似工程提供借鉴。     

长江下游马当河段近期演变及碍航特性

基于已有研究成果和马当河段实测水文、地形等基本资料,系统分析本河段近期演变规律和碍航特性,并进行趋势预测。结合该段航道整治规划目标,提出治理思路及航道整治方案设想。