分汊河段船闸扩建对已有建筑物运行影响及改善技术研究

航运的发展促使内河航运枢纽中的船闸扩建工程日益增多,在已建枢纽基础上进行船闸扩建势必会改变现有工程河段的边界条件和水动力特征,从而对已有建筑物运行产生影响。结合富春江船闸扩建工程,采用整体物理模型试验,研究了分汊河段扩建船闸对已有建筑物的影响及相关改善技术。结果表明:富春江船闸位于峡谷分汊河段,扩建船闸及导航墙的兴建,导致汊道分流比发生明显改变,左汊主河道分流量增加、水位壅高,对发电、行洪产生不利影响;为减小扩建船闸的影响,需在右汊船闸隔流墙与江心洲之间开挖一条行洪渠道,以尽量维持河道原有分流比,但行洪渠道紧邻下游口门区,受渠道内集中水流影响,口门区通航水流条件不满足要求,船闸通航条件与发电、行洪相互制约;提出了在汊道进口设置节制闸控制分流的创新技术,通过节制闸调节两汊分流比,能够解决船闸通航与枢纽建筑物运行之间的相互影响问题。     

分汊河段船闸引航道整治试验研究

大洑潭枢纽位于沅水上游,处在山区限制性河道,其通航水流条件十分复杂,不利于通航。针对上、下游引航道口门区和连接段水流条件差、横流较大、洲尾通航困难及小流量下通航水深不足等问题,设计和修建大洑潭枢纽船闸整体物理模型,并结合船模航行试验,对船闸引航道口门区、连接段及洲尾处通航水流条件进行系统的试验研究。模型试验结果表明,船闸枢纽平面布置存在缺陷,上游船闸引航道口门区及连接段水流条件易受江心洲分汊口斜流影响,尤其左右两汊同时泄流下,船舶航行难度较大。整治方案采取加长导航墙和修建丁坝、顺坝及开挖航槽等措施进行试验研究,发现优化方案④下的通航、船模水流条件得到明显改善,确定了在该条件下的最大通航流量,并论证了在此方案下通航的安全性和工程可行性。     

红花水电站二线船闸下游引航道口门区通航水流条件改善研究

建立红花水电站整体物理模型,对红花水电站二线船闸下游口门区布置方案进行试验,参照常见的船闸下游口门区通航水流条件改善措施结合工程实际对工程方案进行优化,通过设置一定长度的透水式导流隔墙,有效改善二线船闸下游口门区的流态,使得口门区的水流条件能够满足通航要求。     

船闸下游口门区水流结构特征及流速极值预测方法

为明确船闸下游口门区水流结构特征并实现口门区通航水流条件定量预测,以船闸下游口门区概化模型为基础,采用数值模拟方法,开展了船闸下游口门区通航水流条件计算,研究了口门区水流结构特征和通航水流条件分布规律,并对来流流速、入流角、口门区几何参数等因素进行敏感性分析,提出了船闸下游口门区流速极值预测公式。结果表明：船闸下游口门区水流结构呈平面二维形态,经实际工程物理模型实测数据验证,回归分析得到的口门区流速极值预测公式的可靠性较好,为类似工程船闸下游口门区通航水流条件研究提供了一种方便快捷的预测方法。     

船闸导航墙透空型式的试验研究

本文基于某电航枢纽整体模型试验,研究船闸导航建筑物实体和透空结构型式对通航水流条件的影响.通过对外导航墙透空的位置,长度,角度和高度的变化对整个引航道以及口门区水流条件的变化情况作深入研究分析.试验得出,当透空比为0.4,透空孔轴线与导航墙轴线顺水流方向交角成30°(顺时针方向)时,有利于减少引航道内的泥沙淤积,改善了引航道口门区的通航水流条件.     

龙船厂航电枢纽船闸布置优化研究

龙船厂航电枢纽工程坝址区域河道狭窄、弯曲,设计初拟方案的船闸下游引航道导航墙布置占据了河道部分过水断面,严重影响泄洪闸的泄流能力,且其下游引航道口门区流态和流速无法满足通航的要求。通过水力模型试验,优化了船闸上、下游引航道导航墙的布置和长度,明显增大了泄洪闸的泄流能力,改善了船闸上、下游引航道口门区的运行流态,满足了船闸通航的要求。     

长江下游拦江矶碍航特征及整治措施

拦江矶是长江下游典型的礁石碍航滩险,既存在通航水流条件问题也有泥沙问题.通过河工模型试验与河床演变分析,以实测资料和模型试验数据为依据,全面分析了滩险碍航特征及变化规律,并在此基础上,进行了炸礁整治工程措施布置方案的试验研究,分析了工程实施后滩段通航水流条件的改善及航槽的稳定性.研究结果表明:实施炸礁工程措施,扩大了航道局部断面,并使航槽内分流量增加、流速增大,航槽内不会出现泥沙淤积,反而略有冲刷,可保障航槽的稳定性.     

三峡临时船闸改建冲沙闸水力设计

三峡临时船闸在工程施工期间承担临时通航任务,二期工程末,临时船闸完成通航任务后,再改建成冲沙闸,以解决通航建筑物上、下游航道的泥沙淤积问题.临时船闸改建成2孔5.5 m×9.6 m(宽×高)的冲沙闸,在库水位145 m时的泄流能力为2 458 m 3/s,可基本满足上、下游引航道冲沙的要求,必要时辅以机械松动冲淤.着重介绍了临时船闸改建冲沙闸,并利用临时船闸宽24 m、长280 m的闸室段布置底流消能工的高水头底流消能方式的水力设计.     

大藤峡水利枢纽船闸下游引航道口门区方案优化研究

建立大藤峡水利枢纽整体物理模型,对大藤峡水利枢纽船闸下游口门区布置方案进行试验,参照常见的船闸下游口门区通航水流条件改善措施结合工程实际对工程方案进行优化,通过宏观的河势调整结合具体的口门区水流条件改善措施,使得口门区及航道过渡段的水流条件能够满足通航要求,并节省了工程量。     

长江中下游鹅头型汊道航道整治目标河型研究

鹅头分汊河型由于其汊道大幅平移及主支汊频繁交替,历来是碍航问题最为突出的河段,目前关于鹅头分汊河型的治理目标存在微弯分汊和微弯单一河型的争议。本文在总结鹅头分汊河型碍航特性的基础上,结合其滩槽格局成因,从分汊河道水流能量守恒原理出发,提出了鹅头分汊河道航道整治的目标河型:认为进口节点的挑流作用放大了水流的年内横向摆幅,使得边滩难以长期稳定;进出口节点的存在限制了汊道的延伸平移,因此保留分汊河型是适应这一特征的必然选择。同时保持两汊较大的阻力差异,削弱主支汊格局对进口水流条件的敏感性,将更有利于主航槽的稳定,即存在一定曲率差的分汊河型是鹅头型汊道航道整治的目标河型;具体河段的汊道曲率可根据进口水力特征及进出口河床高程差计算而得。     

富春江船闸扩建改造工程影响分析

钱塘江为浙江省及长江三角洲地区规划重点建设的骨干航道,富春江船闸的航运＂瓶颈＂制约现象日益突出,为满足浙江省经济高速发展对钱塘江流域航运的要求,对富春江船闸进行扩建改造,提高通航能力。采用二维水动力数学模型,分析船闸工程扩建改造后下游河道的水动力情势变化。通过计算分析,原船闸布置方案对富春江电厂发电、大坝厂房安全、航道运行安全以及下游河道堤防防洪安全造成较大的影响。针对此情况,对原工程设计方案提出疏浚下游河道、预留行洪渠道、设置行洪闸的改进措施。数学模型计算结果显示,此方案既能满足船舶航行条件要求,又能有效降低坝下水位,降低对电站厂房、大坝安全及河道堤防防洪安全影响。     

过鱼式船闸布置研究初探

拦河大坝的建设影响了河流的连通,阻隔了水生生物尤其是鱼类的洄游通道。为维持大坝上下游鱼类遗传交流和生物的多样性,通过对已运行船闸内鱼类资源的调查分析,提出在传统船闸中增设辅助设施,利用船闸过鱼的新思路,使传统船闸的功能得以扩展。在通航河流上,采用过鱼式船闸,能增加鱼类的通过率,减缓工程建设对洄游鱼类的阻隔影响,更好地保护河流生态环境。     

荆江与洞庭湖汇流区演变分析

 对荆江与洞庭湖汇流区的水沙过程变化及河道演变等进行了分析，认为其主要的影响因素是江湖关系的调整变化、洞庭湖人工围垦和泥沙淤积、江湖汇流区下游河道变化以及上游来水来沙变化等。可供江、 湖治理和三峡枢纽下游河道可能发生的演变及工程措施的研究参考。     

三峡水库下游河道演变与生态治理研究进展

在自然条件和人类活动影响下,三峡水库下游河道面临着水沙条件和河床演变的新变化,以及防洪、航运、发电、供水、生态等多目标协同治理的新需求,亟需深入开展三峡水库下游水沙输移与河道演变规律、河道生态治理技术方面的研究,促进河道治理与生态保护的协调融合。针对上述3个重要方面的研究成果进行了论述,并结合当前研究工作中的不足,提出了未来研究应重点关注的方向与内容,包括三峡水库下游河道水沙通量变化的时空变化趋势、不同河型河道重塑过程与水沙输移的互馈机理、受损河道边坡生境修复技术、堤岸生态改造技术以及生态友好型河道治理方法与技术等。     

赣江石虎塘航电枢纽船闸引航道口门区通航水流条件试验研究

结合赣江石虎塘枢纽工程水工模型对其船闸引航道通航水流条件进行了细致研究,试验观测表明:由于赣江属于宽浅性平原河流,滩槽分布明显,水流条件顺畅,流态良好,上下游通航水流条件能够满足设计船舶的安全航行,但为了节省工程量和投资,对工程进行优化,将上下游引航道外引航墙进行适当缩短后,经水工模型试验研究发现:该优化工程措施值得在同类平原河道低闸坝枢纽船闸中借鉴。     

“Y”型汇流区水流结构试验研究

在天然水系和城市排水系统中存在许多干支流交汇,在汇流区水流结构紊乱,严重制约着该区域水沙运动及河床调整,进而影响岸坡稳定及航道水流条件,并且污染物也容易在该区域滞留。鉴于此,通过概化模型试验研究了"Y"型汇流区的水流结构,再运用Tecplot等软件对试验数据作可视化处理。结果表明:汇流区三维流速图存有两个高速区和一个中间低速区;随汇流比增大,支流侧高流速区范围增大,干流侧高速区范围相应减小,同时水流动力轴线汇流点往下游移动。     

黄河洪水演进洪峰增值现象及其机理

2004～2006年小浪底水库异重流排沙期间,在小浪底～花园口区间出现了下断面的洪峰流量明显大于上断面洪峰流量的洪峰增值现象.本文详细描述了洪峰增值现象发生过程和主要特征.通过对黄河小浪底水库及其下游河道实测资料的研究和水力学理论分析认为,洪水发生洪峰增值的主要原因是河道糙率的大幅度减小.河道糙率与水流含沙量、悬沙级配、床沙级配、床沙床面形态、河道断面形态及河岸周界情况等因素有关.在小浪底水库异重流排沙之前有清水下泄过程,使河道床沙粗化,糙率大幅度增大,当异重流出库后,高浓度细颗粒泥沙使水流黏性增加、紊动削弱,河床被极细沙填附,河道糙率大幅度减小,导致后续水流流速加大,并赶上前方水流,发生洪峰叠加.     

荆江关洲河段河道演变分析

关洲汊道位于葛洲坝工程下游长江荆江河段首部。其两汊年内水沙分配随来流少左右易位，临界流量为２００００ｍ＾３／ｓ，即２００００ｍ＾３／ｓ以上，左汊为主汊，２００００ｍ＾３／ｓ以下，右汊为主汊，水沙分配的这种变易性规律，与该河段特定的汊道河槽形态及相应的水力泥沙条件有关。