箱形涵洞对河床水沙特性影响的试验研究

以漳河的穿河涵洞为对象,采用物理模型的方法,就3年一遇和50年一遇洪水工况时箱形涵洞所在河道的沿程水位、上下游各断面流速及其下游河床局部冲淤变形等问题进行了试验观测,探讨了箱形涵洞对河床水沙特性的影响。试验表明:在3年一遇和50年一遇洪水工况下,箱形涵洞对上游河床的壅水较少,最大壅水高度分别为0.57m和0.3m;涵洞上游各断面的平均流速较无涵洞时有所减小,且断面横向流速分布曲线更平坦。在迎水面出现了河中心流速较左右岸流速大的现象;在涵洞下游较远的CS8断面的平均流速分别为1.8m/s和3.7m/s,与无涵洞时相差不大;在3年一遇洪水工况下,箱形涵洞洞后能形成Fr=4.52的稳定水跃,使得箱形涵洞下游CS6断面的河床局部冲刷较少,其平均冲刷深度约为0.5m。由此可见,箱形涵洞具有较优的水力条件。     

不同频率洪水作用下闽江下游采砂规划对河道演变的影响

由于闽江上游河流梯级开发电站,使泥沙的运动规律及水力条件发生改变,河道采砂规划使河床下切加剧。本文在分析闽江下游河道洪水、泥沙补给及采砂规划的基础上,对闽江下游河道在遭遇到5年一遇、20年一遇、50年一遇以及100年一遇4种不同频率洪水时,河道规划采砂前后河床断面的冲淤变化进行影响分析,其结果基本揭示了不同频率洪水作用下闽江下游采砂规划对河道演变的规律,结论可为下一阶段闽江下游采砂规划提供参考。     

东江剑潭枢纽上下河段"溯源变形"分析

上世纪90年代以来,由于东江河道无序采沙严重,引起东江河床日益下切,使上游河段水位下降,特别是引起枢纽下游水位-流量的关系发生变化;由于剑潭水利枢纽下游河床下切日益严重,引起水位下降和潮流、潮汐界及咸潮上溯等问题,严重影响东莞、广州、深圳市的供水,并且由于下游主河道经常变动,局部河段水深不足,枯水期大吨位船舶无法正常通行,被迫减载运行,无法达到航运设计标准。利用二维水沙模型研究了下游河段挖沙产生上游河段溯源冲刷变形引起的上游河段水位-流量关系的变化情况,并预测剑潭水利枢纽建成后枢纽下游水位-流量的关系。     

人类活动影响下的东江下游博罗浅滩河段航道整治

博罗浅滩为东江下游主要碍航河段.近20年来其来水来沙条件与河床演变趋势受大规模河床采沙、上游水库与水利枢纽建设等人类活动影响强烈,对通航条件与航道整治产生重大影响.针对人类活动影响下河床演变与航道整治特点,建立了正交曲线网格坐标系统下的东江下游二维水沙数学模型.在运用水沙实测资料对模型验证的基础上,计算分析了剑潭枢纽运行初期下游的河床冲刷和推荐整治方案实施后的整治效果.结果表明,推荐方案实施后,博罗浅滩河段可满足设计航道尺度要求.     

关于北江下游河道保证流量的探讨

北江下游石角站河道防洪安全保证流量为18 800 m3/s,在防洪调度方面不宜超越;以飞来峡站控制,枯水期北江下游维持航运、发电、供水、河流生态等功能相应保证流量为160~340 m3/s,建议利用飞来峡水库调节后飞来峡站最小流量:平水年为220~300 m3/s,枯水年为190~250 m3/s,特枯水年为170~220 m3/s;河流动力保证流量为860~9 400 m3/s,要重视小洪水敝泄调度。     

大樟溪入汇对乌龙江洪水水动力影响研究

为研究大樟溪入汇对乌龙江洪水水动力的影响,采用二维数学模型计算分析了不同洪水工况下乌龙江河道流量、水位及流速分布特征。结果表明:50 a、100 a、200 a一遇工况下,乌龙江流量分别减少125 m~3/s、167 m~3/s、190 m~3/s,相应分流比减少0.38%、0.47%、0.50%;乌龙江进口至峡兜河段洪水位壅高幅度分别为0.10～0.28 m、0.10～0.35 m、0.10～0.42 m,大樟溪入汇对入汇口上游乌龙江河道水位的影响更大;入汇口上游河段流速减小幅度基本在0.10 m/s以下,其中由支干流水流相冲引发的水体滞留区流速最大分别减小0.26 m/s、0.26 m/s、0.31 m/s,入汇口下游左侧主河槽部分流速增幅基本在0.10 m/s以上、右侧支汊除上段流速增幅达0.10 m/s以上以外其余区域流速增幅均小于0.10 m/s,入汇口下游近右岸侧回流区流速最大分别减小0.20 m/s、0.20 m/s、0.20 m/s,大樟溪入汇对入汇口下游乌龙江河道流速的影响更大。     

余姚市陶家路江二期整治工程水利计算分析

以余姚市陶家路江二期整治工程为背景,采用漫垸网河准二维与网河一维混合模型非恒定流计算程序,建立适合整个甬江流域平原的一维河网非恒定流数学模型,求出流域内不同工况下各特征断面的水位及流量变化过程。在规划方案基础上,对河道面宽分别采用80m、100m和120m进行河道规模比较,为工程的规模拟定提供定量的科学依据。     

赣江南昌段东西河工程整治前后分流比变化研究

近年来,由于不合理的开发利用,赣江下游的两条支流东、西河的分流比发生了较大变化,对河道防洪、通航和城市取水等产生了影响,为此,规划采用工程措施进行河道治理。为了对工程治理效果进行验证,选用Delft3D软件建立了平面二维水流模拟数学模型,并根据实测水文资料对模型进行了验证,对赣江南昌段工程整治后水位、断面流速分布、东西河分流比进行了模拟分析。结果表明,在枯水和洪水条件下,工程整治对东西河分流比的调控作用不明显,裘家洲切滩后上游水位略有降低,下游水位未受影响,断面流速分布更为均匀,东河疏浚工程有增大其过水能力的趋势。分析结果为工程措施的改进提供了依据。     

基于FVM格式的二维水动力学模型在河道整治工程流态分析中的应用研究

本文基于有限体积单元格式(FVM格式)建立河道二维水动力模型,并将模型用于河道整治工程流态分析计算中,此外结合断面实测水位和流速数据对构建模型进行验证。研究结果表明:基于FVM格式的浅水二维水动力模型适用于非恒定流的流态计算,计算的断面水位和流速与实测值之间的绝对误差值分别在0.08―0.46m和0.3―2.3m/s之间,相关系数均在0.6782―0.7845之间;相比于整治前,整治后的河道断面流速有所减小,断面过流能力相应增加,有助于区域防洪安全。研究成果对于河道整治工程后防洪影响评价流态分析计算提供方法参考。     

基于洪水过程的黄河下游游荡型河段冲淤特性研究

为了把握洪水泥沙过程对黄河下游游荡型河段河床冲淤调整的影响,通过平面二维水沙数值模拟与实测资料分析,进行了不同水沙过程下黄河下游河道冲淤规律的探讨。研究发现不同洪水泥沙过程对河槽的调整塑造有明显不同的影响,大洪峰流量塑造的河槽在非洪峰期难以维持原有输沙强度。主槽累积刷槽效应与洪水泥沙过程有很好的响应关系,塑造出最适宜河床断面形态的洪水过程才能实现最佳输沙效率。在不同量级漫滩洪水条件中,对应洪峰6 000m3/s的洪水过程,塑造的断面形态具有最大累积刷槽效应,故可采用其作为黄河下游漫滩洪水的调控指标。     

石佛寺水库生态景区建设对防洪的影响分析

摘要：本文通过对库区及回水区建立二维水力数学模型,从石佛寺水库生态风景区规划布置与现有水利规划的关系及影响、景观工程对两岸及上下游防洪安全和对防汛抢险的影响等方面,综合分析了本次景区规划建设对现状防洪工程可能产生的影响,以及河道行洪对景区规划的影响。     

Possibilities and challenges of expanding dimensions of waterway downstream of Three Gorges Dam

The waterway in the middle and lower reaches of the Yangtze River has long been known as the Golden Waterway and has served as an important link in the construction of the Yangtze River Economic Belt.Therefore,expanding its dimensions is a significant goal,particularly given the long-range cumulative erosion occurring downstream of the Three Gorges Dam(TGD),which has been concentrated in the dry river channel.With the regulation of the volume from upstream reservoirs and the TGD,the minimum discharge and water level of the river downstream are increasing,and creating favorable conditions for the increase of the depth of the waterway.The discharge compensation effect during the dry season offsets the decline in the water level of the river channel caused by the down-cutting of part of the riverbed,but the minimum navigable water level of the segment near the dam still shows a declining trend.In recent years,several waterway remediation projects have been implemented in the downstream reaches of the TGD and although the waterway depth and width have been increased,the channel dimensions are still insufficient in the Yichang-Anqing reach(with a total length of 1026 km),as compared to the upstream reservoir area and the deep water channel in the downstream tidal reaches.A comprehensive analysis of the water depth and the number and length of shoals in the waterway indicates that its dimensions can be increased to 4.5 m x 200 m and 6.0 m x 200 m in the Yichang-Wuhan and Wuhan-Anqing reaches,respectively.This is also feasible given the remediation technologies currently available,but remediation projects need to be coordinated with those for flood prevention and ecological protection.     

袁河新泉乡段梯级溢流堰水动力模拟及侵蚀分析

为了分析梯级溢流堰对袁河新泉乡段河道行洪及河床抗冲的影响,优化河道治理工程中溢流堰布置,建立了将拦河溢流堰作为闭边界条件的二维水动力数值模型,采用非结构化网格的有限体积法,对比分析了十年一遇洪水情况下梯级溢流堰建设前后河道水动力、河道水位、流场沿程变化特征,讨论了溢流堰布置对河道防洪及冲刷的影响。结果表明,在十年一遇洪水情况下溢流堰会抬升河道水位,平均增加0.49 m,满足河道行洪要求;梯级溢流堰使河道整体形成人工“阶梯深潭”体系,河道流速在空间上发生明显的异质性,堰上流速下降幅度较堰下流速大;水流发生急流与缓流之间交替,水流紊动强烈,加剧了水流能量损失,有效降低流速,减轻了河道冲刷,有利于稳定河岸结构。     

一维潮流与含氯度耦合数学模型及其应用

针对东江三角洲的实际情况,建立一维潮流与含氯度耦合数学模型,通过对东江下游及其三角洲供水水源工程8个基本布置方案的对比分析,定量计算不同方案对水动力条件、咸潮界的影响。结果表明:该模型能较好地模拟潮流与含氯度的变化,可为东江三角洲河网区河道治理、城市供水工程建设等相关问题的研究提供科学依据及技术支撑。     

多汊河流航电枢纽航线规划及通航水流条件

我国河流地貌丰富多样,分汊河流较多,渠化工程布置困难.多汊河流在进行河道通航渠化过程中,需要在枢纽布置、航线规划和通航水流条件等方面进行综合考虑.本研究以浙江衢江安仁铺航电枢纽为例,采用整体物理模型试验,研究多汊河流上航电枢纽的航线规划、航道整治及枢纽运行调度等关键技术难题.比较了枢纽上游多条航线的通航水流条件,给出了最佳航线和船舶航行安全条件;针对下游航道两岸过渡的特点,提出了下游航道优化布置方案和整治范围.结合枢纽合理运行调度,较好地解决了该枢纽的整体通航问题,可为类似工程提供借鉴.     

滩区公路建设对黄河下游宽滩河段行洪影响的分析

为了协调社会发展与河流健康,选择黄河下游某宽滩区河段为对象,研究了拟建占滩公路对河道行洪的影响。首先采用系统分析方法,研究了近50年来该河段洪水泥沙变化与河床冲淤演变特征,分析了大型水利工程运用对下游河势的不同阶段影响,评估了河势未来发展及边界条件调整趋势。在此基础上,借助一维水动力模拟计算,分析研究了在现状及未来条件下行洪期拟建公路对河道水位、流速的影响。研究表明:公路布置路线与河道行洪方向基本一致且远离主槽,可以使公路对滩区的行洪干扰保持在较低水平;规划线路最大阻水面积仅占总过流面积的2. 47%,局部路段最大壅水高度不超过0. 064 m。综合分析表明:线路优化布局使工程对中小洪水河势没有影响,大洪水河势基本保持原有状态,沿河整治工程基本不受影响。研究成果对科学规划、管理河流,探索河漫滩公路建设与河道安全行洪的协调机制,具有一定参考价值。     

新疆某水利枢纽上游围堰渗流数值模拟

通过利用岩土工程仿真计算分析软件GeoStudi02007,对新疆某水利枢纽上游围堰工程进行二维平面渗流分析计算。计算结果表明：当防渗墙深度由17m增加至20m时,围堰渗流量相应减小2．28％;当防渗墙深度由20m增加至25m时,围堰渗流量相应减小4．64％,增加防渗墙深度,对减小围堰渗流量的作用不大;当防渗墙深度为17m时,围堰总渗流量2．836m3／s。围堰下游出逸点附近比降在0．115～0．142范围内。分析计算成果可为围堰的防渗结构优化设计提供参考。     

三峡水利枢纽大江截流设计

三峡工程施工导流采用“三期导流、明渠通航”方案。二期施工围左岸，进行主河床截流，迫使江水从右岸导流明渠下泄。截流流量为11月下旬的20年一遇最大日平均流量14000m3／s，截流时间选在1997年11月中旬，采用上游单戗堤立堵截流方案。龙口位于主河床深槽右侧，龙口宽130m，最大水深达60m。为防止戗堤头部坍塌，在龙口段先行平抛垫底。龙口进占由两岸同时进行，投抛材料为块石和石渣。设计龙口水位落差0．51～0．71m，口门流速2．13～2．73m／s。     

石虎塘航电枢纽工程对水文情势影响的分析

石虎塘航电枢纽水库调节性能差,但其电站可与上游已建的万安水电站同步协调调度,为江西电力系统调峰.因此,采用联合调度法推求工程所在河段现状条件和石虎塘航电枢纽建成运行后的流量、水位及流速,并依据江西省电网设计水平年2015年夏、冬季典型日负荷曲线及坝址水位流量关系曲线,进行日径流调节后确定非洪水期典型日流量过程和水位过程,采用对比法分析工程对所在河段水文情势的影响.分析表明,石虎塘航电枢纽工程的建成运行对库区内及其下游河段水文情势总体上影响不大.     

Rating Curve Development at Ungauged River Sites using Variable Parameter Muskingum Discharge Routing Method

A physically based simplified discharge routing method, namely, the variable parameter Muskingum discharge-hydrograph (VPMD) routing method, having the capability of estimating the stage hydrographs simultaneously in channels with floodplains is presented herein. The upstream discharge hydrograph is routed using this VPMD method in different two-stage symmetrical trapezoidal compound cross section channel reaches. The performance of the VPMD method is evaluated by numerical experiments using the benchmark MIKE11 hydrodynamic model and the field data of the Tiber River in central Italy. The proposed method is capable of accurately routing the discharge hydrographs, corresponding stage hydrographs and synthesizing the normal rating curves at any downstream ungauged river site which is not affected by any downstream effects. This study can be helpful for various planning and management of river water resources in both the diagnostic and prognostic modes.