和畅洲汊道近期演变及航道整治方案设想

充分收集和畅洲汊道实测水文地形资料,分析了该河段河床演变特点和航道存在的主要问题及左汊口门控制工程的整治效果。在此基础上,结合该段航运发展需求和航道整治目标,提出航道整治方案设想,并就潜坝数量、不同坝间距和高程组合进行研究。分析表明,在和畅洲左汊已建潜坝的下游新建两道变坡潜坝,在增加右汊分流比的条件下,对右汊进口征润洲尾滩进行切滩,对右汊中下段航道狭窄处进行疏浚,能进一步改善右汊航道条件,该组合方案可作为下阶段重点研究方案。研究得到的河道演变特点、碍航特性分析及方案比选成果可为该段航道整治提供参考借鉴。     

荆江窑监河段多槽口航路治理方案及效果分析

窑监河段为长江中游碍航最为严重的河段,在实施航道整治工程前,河段内形成了监利左汊、北槽、中槽、南槽和洲头心滩窜沟共5个槽口,其中,监利左汊、北槽、中槽、南槽都曾作为通航汊道存在。通过对各槽口的稳定性分析,在航道治理过程中合理选择了通航主通道,并制定了相应的汊道整治工程方案。通过对窑监河段航道整治工程实施前后的地形、水文资料进行对比分析,结果表明,整治工程达到了较好的槽口控制效果,航道条件得到了明显改善。     

乌江郭母子至狮子口滩群河段碍航特性与整治

乌江郭母子至狮子口滩群河段由多个碍航滩点组成,且受三峡水库与上游电站运行的影响,通航环境较为复杂,整治难度较大.在滩性分析的基础上,将该滩群组成重新划分为进口汊道浅险滩、中间顺直微弯过渡段浅滩、下游弯曲段浅险滩等3个滩段;采用物理模型研究了该滩群的整体整治方案,对航道尺度、通航水流条件的改善程度、挖槽稳定性等方面进行了多组方案比选,提出了本滩群的整治原则与措施,试验研究表明,推荐方案可以满足航道尺度与通航水流条件的要求.     

长江上游典型分汊河段航道整治效果分析——以王家滩河段为例

长江上游王家滩河段为典型的分汊河段,枯水期槽窄流急、弯曲半径小,现有的航道条件制约着航运效益的发挥。随着三峡变动回水区重庆至丰都河段提升航道尺度工作的开展,对航道的规划整治和维护提出了更高的要求。为此,采用二维数值模拟计算方法,对王家滩河段两组整治方案实施前后不同来流条件下的水深、河宽、比降以及流速等参数的变化情况进行了深入研究。研究结果表明,两组方案实施后,航槽范围内的水流条件都能满足3 000 t级船队的通航要求。该研究成果对类似的山区航道整治工程具有重要的参考价值。     

和畅洲段分流比及河槽容积与航道条件关系研究

为了提高对长江下游和畅州汊道演变规律的认识,以该河段大量实测资料为依据,从分流比、河槽容积以及航道条件的相关关系出发,分析了其河势的演变及航道存在的主要问题。研究表明,在和畅洲右汊分流比小于30%、0 m以下河槽容积小于0.8亿m3时,航道条件总体趋于恶化。对和畅洲水道河势控制和航道整治思路进行了初步的探讨,建议采取的工程措施包括,适当加大右汊分流比、增强右汊水流动力条件、稳定并提高右汊现有河道容积。     

长江下游澄通河段通州沙汊道演变新特征

长江下游澄通河段通州沙汊道为典型的多滩分汊河道,在径潮流共同作用下,河势与航道条件复杂多变。近期该河段实施了一系列河道(航道)整治工程后,通州沙西水道涨落潮流归顺主槽,该水道淤积萎缩态势得到缓解,但疏挖拓展后的水深条件难以维持,西水道将经历整治后的调整平衡过程。东水道局部河势发展趋向不利,其中:龙爪岩上段呈现主流右摆、滩槽交错的特征,右侧洲滩冲刷,滩面串沟依然存在,并有进一步冲刷发展的趋势;龙爪岩下段营船港外边滩冲刷左移,新开沙尾-10 m(高程)潜心滩冲刷,对航道不利。建议及时采取守护东水道右侧洲滩的措施,整治新开沙外滩,并考虑实施通州沙圈围工程,有利于维持洲滩与汊道分流格局长远稳定。     

山区河流两峡间宽谷河段航道整治研究

山区河流两峡之间的宽谷河段受水流进出上下游峡谷以及航道弯曲、两岸及河床极其不规则的影响,往往形成连续的长河段滩险群。为了改善嘉陵江温塘峡至观音峡之间的宽谷河段通航条件,分析了两峡之间宽谷河段的滩险特性、碍航原因。按照Ⅲ级航道标准,根据实测资料研究了航道整治方案,采用数值模拟方法模拟验证了整治工程效果,结果表明,采取整治措施后,各项指标均达到了Ⅲ级航道标准的要求。总结了山区河流两峡之间宽谷河段的航道整治规律。     

长江仪征水道航道条件分析及整治方案研究

目前长江仪征水道能满足12.5 m深水航道的要求,但近年来主通航汊道(世业洲右汊)分流比持续减小;右汊进口段"冲滩淤槽",航槽淤积萎缩,航道条件向不利方向发展,因此需要对现行航道实施工程整治,确保12.5 m深水航道畅通.采用数学模型对单项整治方案进行了探索性计算.计算结果表明:世业洲头鱼骨坝和左汊潜坝工程可较好限制左汊分流比持续增加,而左汊深槽填槽和左汊进口护底工程效果较差.在单项整治方案的基础上提出了深水航道建设推荐方案,可供工程建设参考.     

长江中游杨林岩水道近期演变分析

杨林岩水道位于长江中游,为顺直分汊型河段。历年河道实测水文、地形资料表明,该河段多年来河道外形相对稳定,河床演变主要受自身来水来沙条件的影响。三峡水库蓄水运行后,河段年际、年内的水沙条件发生较大改变,造成该河段江心滩南阳洲洲头低滩及右缘冲刷崩退,支汊有一定发展,右汊主航槽中段展宽,河段航道条件向不利方向发展趋势明显,应尽快实施整治工程。     

长江下游鳗鱼沙心滩演变特征及趋势分析

扬中河段鳗鱼沙心滩是长江下游主要碍航浅滩之一。三峡水库蓄水、上游嘶马弯道的演变、进口边界条件的影响以及航道整治工程的实施造成了鳗鱼沙心滩形态的调整。在总结历年鳗鱼沙心滩演变特征的基础上,深入分析了河床边界条件与水流动力条件的相互作用。结果表明,三峡水库蓄水之后,研究河段遭到冲刷,但落成洲右汊下移使这一趋势得到缓解,同时中小流量导致二墩港水下坝埂挑流作用相对加强,上述特征将有利于鳗鱼沙左、右槽的发展。     

多孔拦河闸的水力特性研究

为了研究拦河闸的水力特性,针对某拦污工程,通过1∶70整体水工模型试验,对各工况下拦河闸的流态、流速、流量和冲刷等水力学参数进行对比分析,得出流量系数、冲坑范围和深度及上游水位壅水高度,对多孔拦河闸的泄洪能力、消能防冲和上游淹没进行验证,进而对原方案运行方式、电站船闸处导墙长度进行优化设计并提出合理的建议。优化结果表明:拦河闸进水平顺,水面光滑衔接,流速分布合理,流量满足要求;下游流态良好,冲坑深度和冲坑下游坡度满足要求;上游淹没范围满足要求。该研究可对类似工程理论分析及设计提供参考价值。     

The best hydraulic section of horizontal-bottomed parabolic channel section

The best hydraulic channel section makes the maximum flow capacity for the same flow cross-area, and the minimum cross-area and wetted perimeter for the same discharge. The construction cost can be reduced nearly to the minimum at the same time. The horizontal bottom parabolic section(HBP section) is a composite section. It is important for design to find the best combination form of the horizontal bottom and the parabolic sides. This paper studies the best hydraulic section and its hydraulic characteristics. The explicit formulae are proposed to determine the dimensions and the best combination form of the horizontal bottom and the parabolic sides. These explicit formulae and the parameters make it easy to design the channel. It is shown that the ratios of the surface width to the depth and the bottom width to the depth are constant for the best hydraulic section. The comparisons with the classic parabolic, rectangular, trapezoid, triangular, semi-cubic and horizontal-bottomed semi-cubic sections show that the HBP section has the largest flow capacity and the shortest wetted perimeter for the same flow area, and has the smallest flow area for the same discharge. It is indicated that the parabolic side parts of the best hydraulic HBP section are different from those of the classic section. The results of the best hydraulic section of the classic parabolic channel cannot be applied directly to the HBC section.     

三峡工程导流明渠水力学原型观测成果分析

 导流明渠是三峡工程二期施工中长江唯一的泄水通道，同时兼负着导流和通航两大任务。从流态、流速、脉动压力观测及船舶航行等方面全面介绍了导流明渠建成后4 a的水力学观测成果，并结合模型资料进行了对比分析。分析结果表明：明渠运行顺畅，说明设计是成
功的；设计采用高低断面，使主流引向渠道中部，是有成效的。但是弯道水流特性不仅存在,而且相当明显。这一方面说明弯道水流的特性是难以改变的，另一方面说明在弯道上布置这样的明渠是可行的。4 a来明渠经历了几次大洪水的考验，并提高了通航流量。     

一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型

本文提出了一种简洁有效的河道平面二维流动数值模型。模型采用跟踪河道中心线走向的正交曲线坐标系，曲线网格可用代数方法直接生成。这种河道正交曲线网格较好地适合了河流的形态特征及流动特性，模型基于显式有限差分，利用水面回算消除不稳定性。并使模型在空间和时间上均达到二阶精度。模型采用显式非恒定流渐近迭代法计算河流恒定流场，为了有效地抑制非线性不稳定性发展，二维模型初值由准二维计算结果提供。本文针对弯道水槽试验成果。多体绕流，边池回流和天然山区河流情况，对数值模型进行了测试和验证。结果表明，模型具有较强的模拟复杂流态的能力。     

水电站月牙肋钢岔管研究进展综述

月牙肋钢岔管具有制作安装简单、结构尺寸小、水流流态好等优点,是国内外众多水电站中应用最为广泛的岔管类型之一。目前针对月牙肋钢岔管已经开展了大量的研究工作,也积累了相当丰富的工程实践经验,但是仍有一些问题未被研究或设计人员所完全熟知和认同。本文主要从岔管体型设计、应力控制标准、埋藏式钢岔管联合承载机理、计算机辅助设计系统的开发以及肋板厚度方向性能5个方面介绍了水电站月牙肋钢岔管的最新研究进展,结合广泛的工程实例给出了相关设计参数的取值建议,并基于相关研究成果的总结分析,提出了比较明确的设计导向,可为水电站月牙肋钢岔管的设计以及相关科研工作等提供参考。     

浮泥运动研究综述

系统地介绍了浮泥研究的进展情况，对长期以来众多学者对浮泥的定义与界定，形成的机理与条件，浮泥在水流、波浪作用下的运动特性以及海岸或河口浮泥在风浪与水流等因素综合作用下的运动特性所做的研究工作与成果进行了综述，指出浮泥对港口、河口航道的回淤及港口环境污染影响深远；研究浮泥的运动规律具有深刻的意义；由于实验条件的限制，进行浮泥运动的相似模拟实验是非常困难的；对浮泥的运动规律的相似模拟研究有待进一步深入、加强与提高。     

龙潭沟水库溢流坝泄洪消能局部冲刷试验研究

采用几何比尺为1∶30的大比尺整体枢纽水工模型,根据重力相似准则,进行了龙潭沟水库溢流坝泄洪消能水力学试验研究。试验结果表明,设计洪水时,原设计方案及修改方案都不会对下游河床造成冲刷;下游河道水流平稳,流速分布均匀。校核洪水时,随着溢流坝过坝流量的增加,单宽流量增加坝面水深增大,原设计光滑溢流坝面沿程水流掺气消能效果欠佳,下游流速大、水流紊乱,挑流水舌下游造成严重冲刷,影响泄洪安全。通过方案修改优化,提出阶梯溢流坝台阶尺寸为0.90 m×0.72 m+连续挑坎方案新型消能形式,宣泄校核洪水时消能率较高,且下游河道水流平稳,流速较低且分布均匀,满足龙潭沟水库工程的安全泄洪。     

射流元件附壁与切换流动规律研究

射流元件是射流式井底增压器的换向控制部件，元件内部射流具有稳定附壁和快速换向的特性。文中运用计算流体力学方法，数值模拟了射流元件内部射流稳定附壁与切换的流动过程。通过背压和控制流对射流附壁与切换过程影响规律的分析，揭示了射流元件流场附壁与切换的过程和机理，发现了控制流上游来流位置对射流附壁影响很大，可以通过合理选择信号道引流位置来增强附壁稳定性。研究结果对射流元件结构优化有指导意义。     

明渠曲线渐变段体型求解新方法研究

明渠渐变段体型对渐变段中的水流形态有很大影响。为了解决明渠渐变段与下游水流的扩散衔接问题,消除明渠渐变段下游菱形冲击波的影响,根据冲击波特性和辐射水流基本关系,采用冲击波简化积分式,并考虑到渐变段水流与下游衔接,按刘韩生曲线边墙窄缝挑坎计算方法算出明渠曲线渐变段边墙体型,且该方法能够计算渐变段中的水面线。试验表明明渠曲线渐变段中水流平顺稳定且水面渐变升高。渐变段后水流正常,为均匀流,无菱形冲击波的影响,故能够解决水流扩散衔接的问题,该方法可以运用到明渠曲线渐变段边墙体型设计中。     

河道排水倒虹吸进口布置试验研究和设计原则

采用资料收集分析和水工概化模型试验联合研究的技术路线,系统地研究了单沟直入、单沟斜入、单沟侧入、双沟Y型汇流、双沟直侧入和三沟直斜入等6种进流方式的进口体型布置,在此基础上提出了设计原则,可供相关工程设计参考。单沟直入、单沟斜入和单沟侧入进口布置是3种基本体型,对于双沟或三沟归并的复杂汇流条件,应根据各沟来流交汇叠加后的主流方向,进而选择适当的体型来平顺衔接水流。大流量漫滩洪水时进口两侧可能出现的间歇性吸气漩涡,可采用将胸墙向上游倾斜的方式予以消减。