沿河公路的丁坝群冲刷防护试验研究

丁坝是山区沿河路基常用的冲刷防护构造物,而且以群坝防护形式居多.群坝防护时,坝长和坝间距是重要的设计参数.通过理论分析和模型试验,对顺直河段和弯曲河段中丁坝群的水流形态、冲刷规律进行分析研究,并以防护长度和冲刷深度作为控制指标,提出了沿顺直河段和河弯凹岸布设丁坝群的计算方法,指出群坝中的1#坝应该比较短,其它各坝坝长可以相同,1#坝坝长为其它各坝坝长的一半比较适宜.在弯道中,水流形态,冲刷特点更为复杂,群坝的间距应该更小,但仍然可以根据直道中的计算方法确定坝间距.建立群坝间距计算方法时,已考虑到天然河段与室内水槽模型差异.     

三峡水库变动回水区胡家滩滩段阶梯状整治建筑物设计方案*

三峡工程175 m蓄水运行后,重庆主城区胡家滩河段成为变动回水区上段。受枢纽调蓄影响,该河段走沙期从枯水期调整为汛后蓄水前和三峡水库消落期,冲刷历时缩短,冲刷能力减弱。在本河段航道整治工程方案研究过程中,为充分利用消落期不同流量冲刷能力,论证整治建筑物头部2.5 m和3 m两级高程,最终以2.5 m和3 m的两级阶梯式坝体为推荐方案。物理模型系列年试验成果表明,方案实施后可保持胡家滩新挖航槽的稳定和合理的上滩指标。     

非淹没丁坝三维绕流数值模拟

通过应用非线性三维紊流数值模型,并采用有限体积法对模型控制方程进行离散,对非淹没丁坝绕流进行数值模拟仿真分析,给出了三维流场、压力分布场、剪应力分布场等信息,计算结果均基本符合非淹没丁坝绕流的实际情况,结果表明该非线性模型是可取的,数值模拟结果具有一定的可信度.     

采用不接岸丁坝治理过渡段浅滩

在进行边滩较宽阔且滩面高程较高的过渡段浅滩整治时,在满足丁坝束水导沙功能的情况下,为减小坝体长度可将丁坝的坝根段去除,形成不接岸丁坝。湘江铜官滩的航道整治试验研究表明,采取不接岸丁坝方案可取得较好的整治效果,但整治时应注意近岸缺口段河床及河岸的稳定性。     

整治建筑物对栖息地适合度指数影响的研究

选择长江中下游地区几种具有代表性的生物,以流速及水深作为参考因子,建立代表生物在丁坝工程建设前的栖息地适合度指数（HSI）模型,并根据生物特点选择合适的模型计算方法。以丁坝为代表性整治建筑物,利用River2D建立人工河道水动力模型,以丁坝的形状,丁坝问的间距为变量,模拟不同工况的水动力条件,分析出不同情况下丁坝对水流条件的影响。最后,将丁坝对流场的改变与HSI相结合,评价整治建筑物对栖息地适合度指数的影响,选择出能使HSI值有所提升的最优丁坝间距,从而对今后的航道建设提出一定建议。     

丁坝间距的水槽试验研究

本文在试验水槽内对群坝的流场进行了测验和分析。根据主槽中流速沿程变化的规律,提出了丁坝最佳间距的寻求原则,得出了丁坝的间距关系式,阐明了第一、二条丁坝间距最大,第二、三条丁坝间距最小,以后各丁坝间距界于上述两丁坝之间的变化规律和关系式。     

丁坝挑角对坝田淤积的影响

本文通过试验研究，探讨了丁坝挑角对坝田淤积、壅水程度、冲刷范围等的影响，获得了具有一定价值的试验数据及分析成果。     

大涡模拟在河道平面二维水流模拟中的初步应用

通过丁坝对水流进行控制是航道整治中常用的工程措施,丁坝附近水流呈强紊动特性,大涡模拟相对于基于雷诺方程的时均模型对涡旋有较强的捕捉能力。在直角坐标系的基础上,将大涡模拟中的亚格子应力模型(SGS模型)引入河道水流平面二维数学模型中,通过盒式滤波函数将控制方程进行滤波,大尺度量通过控制方程直接求解,小尺度量借助Smagorinsky提出的亚格子尺度应力模型进行求解。采用空间等步长的正方形网格和交替方向隐式差分法对其控制方程进行离散求解。将模型初步应用于非淹没丁坝绕流的数值模拟中,计算结果表明,该模型对湍流旋涡的捕捉和水深计算较为合理,计算精度可满足工程实践要求。     

勾头长度对非淹没丁坝周围水流特性的影响

采用RNG k-ε紊流模型,数值模拟了丁坝周围水流的三维流动过程,分析不同长度勾头对丁坝周围水流结构和流速场的影响。计算结果表明,在勾头的影响下,勾头段出现横轴漩涡,远离坝头区域纵向流速减小,大流速向坝头集中,坝轴后方横流减弱,上下游最大水位差减小,影响效果随勾头长度的增加而增大。为深入探讨利用勾头改善丁坝周围通航水流条件奠定了基础。