分汊河段河中布置船闸水沙碍航特性研究

分汊河段的汇流口水沙条件复杂多变,为保证航道稳定及船舶航行安全,分汊河段水利枢纽平面布置时一般将通航建筑物布置于其中一个汊道的靠岸侧。受工程建设条件限制需将通航建筑物布置于分汊河段河中时,既存在流态碍航问题又存在泥沙淤积碍航问题。针对布置于分汊河段洲尾汇流段的已建桃源枢纽船闸存在的通航条件较差的问题,采用整体定床水流、定床输沙与遥控自航船模试验相结合的研究手段,开展了船闸下游口门区水沙碍航特性试验研究。结果表明:水流条件是导致流态碍航与泥沙淤积碍航的根本因素,左、右汊不同下泄水流在汇流段形成单边突扩或水流掺混交汇,致使下游口门区所处的汇流段水流流态差且推移质泥沙落淤碍航,分汊河段船闸河中布置应慎重考虑。     

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.     

长江中下游整治线宽度确定方法研究

在总结分析现有整治线宽度确定模式的基础上,根据长江中下游碍航浅滩冲淤特点及不同类型浅滩整治前后断面输沙关系,提出了适应不同类型浅滩整治的局部输沙模式及平衡系数确定公式,建立了能够适用于束窄河宽和调整断面水沙分配等不同形式建筑物整治线宽度确定的统一公式。     

倒顺坝坝头绕流特性及其在航道整治中的应用

倒顺坝是山区河流航道整治中较为常用的一种建筑物,其坝头绕流特性对航道通航水流条件影响明显。应用平面二维水流数学模型研究了倒顺坝坝头绕流特性,获得了绕流区长度、宽度及转点合流速随倒顺坝几何参数及来流条件的变化规律,建立了相应的计算式,并将其应用于长江猪儿碛浅滩航道整治方案设计中。为此,探讨了猪儿碛浅滩的碍航特性和滩险成因,提出了整治方案。对方案整治效果的分析表明,方案实施后航道尺度满足设计要求,流速增值及消滩判数均符合设计预期目标,航槽内流态较好,无回流、斜流和横流等碍航流态,说明本文建立的倒顺坝绕流特性参数计算式可为航道整治方案设计提供较好的技术支撑。     

抚远水道碍航浅滩特性及成因分析

抚远水道是黑龙江和乌苏里江的连通河道,航运开发建设意义重大,但河道基本处于自然状 态,存在多处碍航浅滩。本文根据抚远水道实测水文、地形资料,分析了抚远水道水文泥沙及河床演 变特征,并结合黑瞎子岛水路交通规划,针对其中3个浅滩段,分析了碍航特性,以及浅滩段的形成 原因和影响因素。     

浅滩碍航淤积厚度变化规律初步研究

为定量衡量浅滩碍航程度,提出"碍航淤积厚度"的概念.统计分析表明,对于长江中游多数"洪淤枯冲"的浅滩而言,存在影响浅滩冲淤变化的临界流量区间,上荆江在14 000～18 000 m3/s之间,下荆江在12 000～16 000 m3/s之间,浅滩碍航淤积厚度与冲淤临界流量天数差成反比.河床形态对浅滩碍航淤积厚度的影响,表现在河相系数大、放宽率大和水流动力轴线的弯曲率与河槽的曲率半径不适应而导致航道出浅等方面.     

三姓浅滩航道治理的做法和体会

三姓浅滩位于松花江中游,哈尔滨以下291~332km处,江段全长41km,是石质河滩,河床底质坚硬复杂,河道宽,浅无深槽,且暗礁、岛屿众多,坡降平缓,水流分散,是松花江最著名的重点碍航河段。1983~1985年、1992~1997年国家投入大量资金对三姓浅滩进行了一期、二期航道治理。文章对此进行了技术总结。     

三峡工程135m蓄水运用对长江中游航道的影响

简要介绍了长江中游重点浅滩河段的演变现状及航道中存在的碍航现象。结合三峡工程135m蓄水运用后水沙条件的变化，预测了长江中游航道演变趋势及可能出现的碍航现象，并探讨了应对措施。     

长江下游三益桥浅水区段河床演变与整治

三益桥浅滩位于长江下游口岸直水道上段,属典型的过渡段浅区。近期演变主要表现为江心洲滩的冲刷后退和支汊的发展,致使航道条件趋差。在总结河段航道存在的问题和浅滩碍航特性的基础上,提出了"攻守结合"的治理思路,即以护洲、固滩为基础,适时对落成洲滩头部低滩进行加高,缩窄落成洲左汊进口放宽段河槽宽度,引流归槽,稳定过渡段,并结合局部调整工程,遏制落成洲右汊发展的不利变化趋势,增强过渡段浅区水流动力,以期解决口岸直水道三益桥浅滩段的碍航问题。     

松花江五股流浅滩航道整治工程设计及整治效果

分析五股流浅滩碍航特性及浅滩成因,确定采取的整治原则和整治工程方案,并根据浅滩整治前后水力要素分析工程整治效果。     

平面二维河床变形的数值模拟

为了研究河道平面二维的河床变形问题，及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响，本文给出出非均匀沙的平面二维全沙动床数学模型方程组，并考虑了移质不和饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。在求解水流泥沙运动方程时，采用控制体和只法及动边界技术，对水流速度场、悬移质浓度场及河床变形进行了数值模拟。该模型采用正交曲线网格来克服天然河道边界形状复杂、长度尺度相差悬殊以及由于水位波动引起计算边变化等等困     

长江中游航道整治线宽度确定方法

在对枢纽下游航道整治线宽度研究的基础上,结合长江中游的水沙特点,对影响长江中游航道整治线宽度的各因素进行分析,认为整治线宽度与河宽的比值可表示为整治前后水深比值的指数形式,并采用长江中游周天河段整治线宽度的试验结果来确定指数值,从而得出整治线宽度的计算公式。该公式应用于长江中游周天河段、窑监河段、牯牛沙河段的计算结果表明,该公式适用于三峡水库运行后长江中游浅滩航道整治线宽度的计算。     

黄河干流河道输水量与输沙量关系研究

在系统回顾已有河道输水输沙特性研究成果的基础上,从张瑞瑾水流挟沙力公式入手,引入来流含沙量的概念,推导出河道输水量与输沙量关系式。采用实测资料分析,分别得到了黄河干流河道兰州至利津站不同河段的输水量与输沙量关系式,各式的相关关系均较好。黄河干流各河段输水量与输沙量关系特点的分析表明:兰州-石嘴山和潼关-利津河段的该种关系受大型水利枢纽运行影响较大,石嘴山-头道拐与头道拐-潼关河段的该种关系分别受比降变化和支流入汇影响较大;随着来流含沙量的增大,自动调整作用使各河段的该种关系中输水量对输沙量的影响逐渐减小。     

黄河下游高含沙水流基本特性与输沙能力

采用理论研究和实测资料分析方法对黄河下游高含沙水流的基本特性进行了系统分析,得出黄河下游高含沙水流多属于两相非均质流,与一般含沙水流具有相同的运动规律的结论。采用达西阻力公式形式,给出了适用于黄河下游高含沙水流的悬移运动阻力坡降及推移运动阻力坡降计算方法。黄河下游高含沙水流经常处于不平衡输沙状态,这种不平衡输沙条件下的河段排沙比大小不能反映平衡输沙条件下的河段输沙能力。因此,探讨了河段纵坡J、横断面参数M及泥沙粗细组成对输沙能力的影响,给出了以河道形态参数表达的河道输沙能力关系。分别以花园口河段和艾山河段为代表分析了黄河下游上、下河段输沙能力大小的沿程变化,发现相同流量下,上段河道输沙能力为下段河道的1.3~1.4倍。本文成果对研究黄河下游高含沙洪水处理对策及水库调水调沙运用的效果具有一定理论意义和实际价值。     

基于Rouse公式的紊流区悬沙粒径级配垂线分布规律

基于Rouse公式及紊流泥沙沉速公式,分别推导得到了紊流时的悬沙粒径及级配垂线分布公式,前者直接量化了泥沙“上细下粗”的垂线分布规律,后者则可用于计算不同水层及垂线上总的悬沙粒径级配。通过实例,应用粒径级配计算公式得到了不同水层的悬沙粒径级配。结果表明:泥沙粒径“上细下粗”的分布规律明显;在越远离床面的水层,细颗粒所占的比重越大,粒径分布越均匀。当考虑悬浮高度影响时,以最大粒径悬沙的最大悬浮高度为界,该高度之下级配“等宽”,该高度之上级配“上窄下宽”。     

黄河下游平滩流量对来水来沙变化的响应

本文探讨了平滩流量对来水来沙的滞后响应规律，发现平滩流量不仅与当年的水沙条件有关，而且与前期水沙条件有关，是一定时期内的水沙条件累积作用的结果。当采用滑动平均值来反应前期水沙条件的累积影响时，得出平滩流量与滑动平均汛期流量和滑动平均来沙系数的相关程度分别在4年和5年时达到最大值。据此建立了能够反映来水流量和来沙系数前期综合影响的平滩流量计算方法，可以用来估算黄河下游主要测站平滩流量随水沙条件的变化。     

非均匀沙起动规律研究

从非均匀沙受力分析出发，将非均匀泥沙起动所受到的附加作用力分为两部分。用滚动平衡方程式建立了能反映非均匀沙不均匀性的起动流速公式。利用天然河流实测资料和水槽实验资料率定计算公式中的系数，并用其它天然河流和水槽资料进行了验证。结果表明，公式的计算值与天然河流的实测值和水槽实验的实验值符合较好。     

从水沙条件探讨黄河下游上下河段冲淤调整关系

在以往对黄河下游河道上段(高村以上)和下段(高村到利津)冲淤调整关系研究的基础上，通过1960～1999年422场次洪水资料的统计分析，按三门峡水库不同运用期分析了上下段的冲淤关系，建立了上下段排沙比与水沙系数的关系，认为上下段冲淤关系随水沙搭配条件而变：水流严重不饱和时上下段冲淤性质一致；轻度不饱和情况下上下段冲淤性质相反；水沙搭配基本平衡时上下段冲淤变化不大。根据上下段冲淤临界水沙系数关系绘制了上下段冲淤关系图，并首次按三黑小(三门峡、黑石关、小董三站)水沙搭配进行了定量分区：上冲下淤、上淤下冲、上下皆冲和上下皆淤区。     

黄河上游截流对中下游河道的影响

根据河龙区间实测洪水泥沙资料和高含沙紊流输沙理论,论证黄河上游引水或截流不可能减少黄河中游输往下游的泥沙量,中游河道不会发生明显淤积,下游河道在上游来水减少、中游来沙不减的情况下会出现增淤的趋势。