分汊河道水沙输移特征试验

根据分流河道的水沙特性,对现有的水沙输移计算模式进行了分类,总结了分汊河道分流分沙计算模式在国内外研究发展的现状,并进行了简要的分析评论,继而通过水槽试验对分汊河道整体水流结构和底沙输移演化特征进行了初步的探讨.试验结果表明:在汊道洲头和洲尾的局部范围内流速减小较明显,洲尾处出现水流分离区且左右两侧为高流速区;主、支汊流量的分配决定底沙输移强度,最大冲刷深度在主汊分流口下游.     

三峡水库蓄水后长江中下游典型分汊浅滩河段演变趋势预测

汊道兴衰、洲滩的演变与其水沙输移特性密切相关.以沙市典型分汊浅滩河段为例,从河段水沙输移特性出发,结合水流泥沙、河道地形等实测资料,分析其河床演变特点,并根据三峡建库后水沙条件变化的特点利用数学模型预测了该河段的汊道和洲滩发展趋势.研究表明:所建模型能够准确地模拟该河段的水沙输移特性及洲滩的演变规律,因而具有较好的预测功能,三峡水库蓄水后河段洲滩动态变化结果与实测结果较吻合,这对三峡水库蓄水运用后其它分汊浅滩河段的研究具有借鉴意义.     

鹅头分汊河段航道整治工程适应性分析

对鹅头分汊河段进行了分析.鹅头分汊河段多汊并存,洲滩易变,航道条件较差.三峡工程蓄水前后,长江中下游鹅头分汊河道一般都实施了航道整治工程,整治原则以稳定洲滩、保持分汊为主.但由于鹅头分汊河段均处于周期性调整过程中,对于不同演变阶段,河段碍航特性存在差异,工程治理重点和效果也不同.演变初期的汊道,周期性调整动力较强,洲滩演变剧烈,整治思路以稳定分流格局为主,但整治工程往往不能立刻发挥效果,需要反复强化;处于演变中期和末期的汊道,整治工程更着重局部航道条件的改善,一般治理效果较好,但仍需重视河段周期性调整动力及三峡工程蓄水后河段河床冲淤特性,加强观测,及时采取措施,巩固工程效果.     

鹅头型汊道个体差异研究

鹅头分汊河道具有极度弯曲的平面外形与主支汊周期性移位交替的演变特性,在长江中下游广泛分布,但不同汊道之间平面形态及河势演变特征存在明显差异。为深入研究鹅头分汊河型存在及发育的基础,为该河型的综合治理提供理论依据,本文以长江中下游鹅头分汊型河道演变分析为基础,从江心洲(滩)个数、汊道弯曲程度,河势演变周期长短、主支汊交替方式等方面总结了鹅头型分汊河道间的个体差异特征,并探讨了产生此差异的主要原因。结论表明,不同汊道进出口节点的走向及进口节点挑流作用的强弱是产生鹅头分汊型河道个体差异的主要原因：进出口节点转折角越大,鹅头型汊道越宽广;进口节点挑流作用越强,河势演变周期越短。     

平原分汊河道水流数值模拟及其应用

针对平原分汊河道的特点,建立水流运动平面二维数学模型,采用有限单元法离散控制方程,能较好处理平原多汊河道的复杂边界.通过湘江下游香炉洲、冯家洲河段流速、水位及分流比的计算分析,计算结果与实测资料吻合较好.说明该模型的建立和边界处理方法合理,可用于河段治理方案的计算研究.     

分汊河道平衡水深方法

为了研究分汊河道的河床演变与航道水深,本文基于水力几何形态关系,得到分汊河道平衡水深计算方法。该方法对于不同断面形态的分汊河道均具有适用性,汊道与单一河道过水断面面积之比为分流比的6/7次方。应用于长江南京以下12. 5 m深水航道二期工程,计算得出的落成洲分汊河段断面的平均水深与多年平均水深基本一致,表明了平衡水深理论的可靠性。对福姜沙和世业洲分汊河段工程前的最大通航水深计算,亦与实际情况较为吻合;工程后的预测结果显示工程整治效果明显,世业洲和福姜沙左汊河段均能满足12. 5 m通航水深的要求,但福北水道仍无法达到12. 5 m通航水深。平衡水深方法提供了一种除数学模型和物理模型外预测河床演变趋势,计算出航道能维持的平衡水深,丰富了航道整治理论的同时,也为二期工程的实施提供科学依据与理论指导。     

多分汊河型水流结构概化模型试验研究

针对多分汊河段,以长江下游典型多分汊河段东流水道为基础,制作河道概化模型开展系列试验,探究不同来流条件下河道复杂的水流结构特点。试验结果显示来流条件及河床边界条件均会影响多分汊河道的流速分布;水流动力轴线的分布在多分汊河道中同样呈现"大水趋直,小水走弯"的特点;各分汊段输沙能力对比呈现不同的结果;河道中各处紊动强度由水面向河底增大,并在局部出现高紊动能区域。     

分汊河道平衡水深理论

为了研究分汊河道的河床演变与航道水深,基于水力几何形态关系,建立了分汊河道平衡水深理论,对于不同断面形态的分汊河道均具有适用性,汊道与单一河道过水断面面积之比为分流比的6/7次方。应用于长江南京以下12.5 m深水航道二期工程,计算得出的落成洲分汊河段断面的平均水深与多年平均水深基本一致,显示了平衡水深理论的可靠性。对福姜沙和世业洲分汊河段工程前最大通航水深的计算,亦与实际情况较为吻合;工程后的预测结果显示工程整治效果明显,世业洲和福姜沙左汊河段均能满足12.5 m通航水深的要求,但福北水道仍无法达到12.5 m通航水深。平衡水深理论提供了一种除数学模型和物理模型外预测河床演变趋势的方法,能够计算出航道能维持的平衡水深,丰富了航道整治理论的同时,也为二期工程的实施提供科学依据与理论指导。     

有关分■河道的幾个問題

在分析中国和苏联一些河流(长江,伏尔加,奥比,第聶尔河等)上若干分汉河段资料及进行模型試驗的基礎上,本文首先对分汊河道的分類进行了探討。建議将分汊河道按其入口处水流条件和各汉道的相对尺度分为四类:1) 旁侧分流形,2) 弯頂分流形,3) 两侧分流形,4) 裁弯分流形,其次,对第一类分汊河道进行了定床及动床模型試驗研究,着重分析了其水力学特征与河床演变的关系。最后并对各类分汊河道的演变规律进行了探讨。     

分汊河道平衡水深理论

为了研究分汊河道的河床演变与航道水深,基于水力几何形态关系,建立了分汊河道平衡水深理论,对于不同断面形态的分汊河道均具有适用性,汊道与单一河道过水断面面积之比为分流比的6/7次方。应用于长江南京以下12.5 m深水航道二期工程,计算得出的落成洲分汊河段断面的平均水深与多年平均水深基本一致,显示了平衡水深理论的可靠性。对福姜沙和世业洲分汊河段工程前最大通航水深的计算,亦与实际情况较为吻合;工程后的预测结果显示工程整治效果明显,世业洲和福姜沙左汊河段均能满足12.5 m通航水深的要求,但福北水道仍无法达到12.5 m通航水深。平衡水深理论提供了一种除数学模型和物理模型外预测河床演变趋势的方法,能够计算出航道能维持的平衡水深,丰富了航道整治理论的同时,也为二期工程的实施提供科学依据与理论指导。     

鹅头型汊道首部水流、泥沙运动的探讨

本文首先根据概化的分汉河道模型(八卦洲汉道)实测资料,对汉道首部水流运动特性作了试验研究,着重强调了支汉倒坎的存在对水流结构所起的作用,并指出汊道分流是自河底开始沿流程向水面逐渐完成的。同时获得该汉道存在单向环流的试验成果。其次,根据水流分汊导致环流存在的特点,引用弯道环流横向输沙概念,进而从环流角度分析汉道的泥沙横向输移,并提出了泥沙横向转移的两种运动形式:“主汉转移”、“支汉转移”。最后,根据汉首河床特征与水、沙特征,建立了综合考虑纵向、横向输沙的分沙模式,并给出了主汉分沙比计算公式(12)、(14),经过验证,比较符合实际。     

基于雅鲁藏布江辫状河流的洪峰流量输沙变异数值模拟

该研究根据雅江中游辫状河流平面形态建立输沙地形,构建了可用于辫状河流输沙模拟的数学模型。数值计算采用二维水动力学和非粘性泥沙耦合模型对辫状河流中泥沙输运规律进行模拟研究,模型基于不可压缩雷诺平均N-S方程,模型中包括连续方程、动量方程、河床面变形方程、全沙输沙方程。该数学模型通过全沙输移理论计算悬移质和推移质输沙率。当模拟洪峰流量时,辫状河流出口含沙过程和悬移质输沙过程峰值滞后于入流过程,形成相位差,泥沙粒径越小,相位差越小,0.01mm和0.02mm泥沙相位差接近0,出口悬移质输沙率产生的相位差小于含沙量;0.3mm、0.2mm和0.1mm泥沙在辫状河流中淤积的淤积量超过50%。在计算泥沙输移的同时,考虑泥沙的启动、沉降淤积作用导致的地形更新,进而求解挟沙水流在辫状河流当中运动时对地形变化的影响,为天然辫状河流的研究预测建立一定的数值模拟基础。     

部分斜拉桥力学性能分析

平顶山市湛河一桥主桥为双跨独塔单索面矮塔部分斜拉桥,为了分析该桥梁的力学性能,采用大型有限元通用软件ANSYS进行建模,主梁和塔采用空间梁单元(beam188)进行离散,拉索采用只承受拉力的空间杆单元(link10)模拟,建立了该桥梁的有限元计算模型,分别计算了桥梁的内力、自振频率和振型.计算结果表明,对于该矮塔部分斜拉桥,拉索对主梁的轴力和弯矩影响较大,主梁的刚度对桥梁整桥自振频率影响较大,该桥梁低阶振动主要表现为桥梁的整体竖向振动和横向振动.计算结果可为该桥的施工控制及使用阶段的健康检测和维护提供参考.     

河道径流系列的还原和一致性修正分析

进行水资源调查评价时,为了得到具有一致性且能反映近期下垫面条件下的天然年径流系列,需对径流系列资料进行一致性修正。结合修—宝—合区间河道径流系列资料,探讨了天然径流量的还原计算方法、径流系列一致性分析和修正方法。     

立堵截流风险及其模型研究

分析了立堵截流风险研究中所涉及的几个基本问题,并具体提出了截流工程中高流速、小水深这一类型的风险指标、风险率模型以及解决其计算关键问题的方法．     

基于FLAC3D的龙江特大桥边坡稳定性分析

将强度折减理论与三维快速拉格朗日分析(FLAC3D)法相结合,以静力平衡计算收敛为边坡失稳判据,分析了自然状态,强降雨状态,自然+地震作用和强降雨+地震作用下,不同评价区域的龙江特大桥边坡的整体稳定性安全系数Fs、破坏状态时的变形区及其对应的临界滑裂面。通过分析各状态下边坡整体位移等色图及沿主滑纵断面滑体不稳定区域速度矢量等色图,合理的评估了龙江特大桥右岸各评价区域边坡在4种工况下的稳定性状态,并给出了合理的防治滑坡的建议。     

三峡工程青岩子河段平面二维河床变形初步计算

本文应用平面二维泥沙数学模型对三峡工程青岩子河段建库后的河床冲淤变化进行了初步计算。结果表明:数值计算结果与实物模型试验结果基本一致。     

河流网泥沙输移动力学模型的稳态分析

为了建立一种能够反映河网上泥沙输移的动力学模型,以体现泥沙在河流网上的输移特点和最终的冲淤平衡态,在对河网中支流级别及河段数作出新规定的基础上,即以支流汇入到干流所历经的汇流次数作为支流的级别,而支流河段数由高一级别支流的汇入决定,重点考虑了支流某河段携沙能力受本河段及相邻河段冲淤变化的影响,建立了反映河网上泥沙输移基本物理过程的模型.模型反映出不同河段上携沙能力和冲淤变化之间的自我调节是使河道趋于稳定的原因所在.结果表明,利用模型对稳态冲淤特点进行分析的结果与自然河域枯水期的泥沙冲淤特点吻合.该模型的提出为泥沙冲淤控制及河道演化等专业领域的传统问题提供了新的研究视角.     

地震作用下河流对成层中软土上建筑物的影响

为了研究河流对成层中软土地基上建筑物地震反应的影响.构建了河流-土体-结构体系动力相互作用的非线性完全有限元计算模型,在考虑土体重力的前提下,分别采用3条地震波对此相互作用体系进行了时域内数值分析.结果表明,建筑物靠近河流时,结构顶层总位移、基础的水平移动和转动明显增大,并产生了明显的不可恢复偏移;软弱夹层的存在使整个相互作用体系的地震反应增大.     

浔江防洪堤对西江中下游洪水的归槽影响

基于河道洪水演算原理,建立符合河流水力特性及其变化规律的边滩滞洪水库调节法流量演算模型、校正因数法水位演算模型,利用实测洪水和防洪堤资料进行归槽或还原演算,综合分析防洪堤对洪水归槽的影响。保护区滞洪容积占次洪水总量9．50％的浔江防洪堤对西江中下游洪水过程的归槽影响大于对洪峰的归槽影响,而且洪水类型和干支流组合不同,影响的程度也不相同：对流量过程、洪峰流量影响的最大归槽流量、最大归槽流量比重分别为3680m^3／s、9．63％,2700m^3／s、5．90％,对水位过程、洪峰水位影响的最大变幅为0．60、0．22m。浔江防洪堤造成的洪水归槽并未显著改变西江中下游洪水特性,干支流洪水遭遇、区间降雨和雨洪重叠仍然是形成西江中下游大洪水的主要因素,西江中下游洪涝频繁是气候和流域环境变化综合影响的结果。