下游设有防护坝的浅基桥梁局部冲刷研究

针对桥梁下游设置防护坝后桥墩局部冲刷特点,通过水槽单体模型60多个组次的局部冲刷试验研究,分析了桥墩局部冲刷的机理和影响冲刷深度的因素。系列试验分析表明,在设有防护坝的边界条件下,桥墩局部冲刷既受来流流速、下切涡旋、桥墩形状尺寸、床沙粒径与级配的影响,同时还受防护坝距离与坝顶高程的制约。作者引入"控制底坡"反映防护坝拦沙以及对桥墩防护的影响,在理论推导与量纲分析的基础上,通过多元回归分析,推导出有拦沙坝防护的非均匀沙桥墩局部冲刷计算公式。该公式与实测数据有很好的拟合性,本文提出的最优控制底坡也为浅基桥梁防护工程设计提供了参考依据。     

山区性河流冲刷研究

本文用GB 50286-98《堤防工程设计规范》和GB 50286-2013《堤防工程设计规范》推荐的冲刷计算公式,针对顺直防护岸坡和斜冲防护岸坡两种情况,计算不同重现期的洪水冲刷深度,通过对计算成果的分析,来对比新老规范冲刷公式在山区性河流冲刷计算中的差异。     

缓变弯道河道冲刷试验研究

有关弯道水流及其河道演变特性的研究一直为人们所关注。本文引入了在直线段和单一曲率圆弯道间插入曲率渐变的过渡段这一新的弯道型式,舒缓水流冲击力和离心力作用,以减轻水流对河床及堤身、堤脚的冲蚀破坏。作者首先对这一弯道和圆弯道的水流流速、副流强度进行了数值模拟的计算和比较;又通过变换床沙、流量及放水时间,进行了24组合的动床试验;最后,通过整理分析所有实验数据,对插有缓变曲线的弯道的减蚀作用进行了探讨。结果表明：插有缓变曲线的弯道可以减轻水流对两岸堤身和堤脚的冲蚀破坏;在弯道同一横断上的最大冲深与沙洲波高的比值最终稳定在0．58。     

舟山大跨越输电工程海中输电塔塔基局部冲刷研究

海中输电塔塔基附近海床冲刷深度和床面高程是输电塔桩基础设计的重要依据.针对舟山大跨越输电工程,采用海域实测地形资料分析了其海床自然冲刷,利用水槽正态模型试验研究塔基附近的一般冲刷和局部冲刷.研究表明,塔基所处海域海床基本稳定,冲淤幅度很小,多年最大冲淤变幅0.8 m,塔基处最大局部冲刷幅度为7.5 m.据此,可得塔基附...     

三峡下游不同类型分汊河段冲刷调整特点分析

针对三峡工程坝下游不同类型分汊河段在三峡蓄水后的演变特点及规律,依据原观资料,对宜昌～虎牙滩河段、宜都河段、关洲河段及芦家河河段进行河床演变分析,并按照水流动力轴线年内交替与否将以上河段分为水流动力轴线年内交替型分汊河道和水流动力轴线年内不交替型分汉河道.研究表明:三峡蓄水后,各典型河段具有各自的演变特点,其主要冲淤规律的不同在于冲刷主要部位的不同,但均为洪水水流动力轴线的所经之地,对于水流动力轴线年内交替型分汊河道而言,表现为其洪水主汊冲刷幅度大于枯水主汉,这一变化显然不利于该类型分汉河段分流格局的稳定,应当引起防洪及航运部门的重视.     

沙棘柔性坝对水流影响的野外试验研究

沙棘柔性坝是在砒砂岩地区沟道拦截泥沙的一种有效生物措施.本文通过野外试验,研究了沙棘柔性坝对水流的阻滞作用,探讨了沙棘柔性坝各种植参数对沟道水流水位及流速分布的影响.试验结果表明,沙棘柔性坝的存在增大了沟床的糙率及水流的阻力,可在坝前形成一定长度的壅水段,减小流速和水流的剪切力,有利于泥沙淤积;不同的种植参数(种植方式、种植密度和柔性坝坝长等)对水流的阻滞作用不同,对水流的阻滞作用影响最大的种植因子是柔性坝的坝长,其次是植物密度和种植方式.这些结论在砒砂岩地区沟道治理过程中,对于沙棘柔性坝生物工程的栽植可提供定性的指导与参考,但是沙棘植物柔性坝生物工程布置的具体定量数据还需进一步的探讨与研究.     

宜昌至杨家脑河段河床形态冲刷调整特点分析

针对三峡工程蓄水后宜昌至杨家脑河段河床形态的冲刷调整特点,基于实测资料,对该河段的冲刷分布及河床形态特点进行了分析,并讨论了二者之间的关系,最后采用分形维数对河段深泓纵剖面形态调整进行了量化分析。结果表明,其河床形态冲刷调整的最大特点是纵向的冲刷下切具有明显的不均衡性,即存在若干深泓较高、具有一定抗冲性的纵向节点,且多以分汊河段为主,通过对各分汊河段的比较发现,年内交替型分汊河段的深泓节点比非交替型分汊河段更为稳定,由于纵向节点的控制以及河段其他部位深泓的下切,使得该河段深泓纵剖面分形维数逐年加大,纵向形态变得更为复杂,使枯水糙率有所增加,对宜昌枯水位的下降起到了抑制作用。     

河床结构对堰塞坝稳定性的影响研究

崩塌滑坡等地质灾害可能在河流上形成堰塞坝.堰塞坝的稳定性决定其溃决风险,因而关系到下游众多人口的生命财产安全.本文通过在四川"5.12"震区大量的野外考察与实测工作,分析了堰塞坝泄洪道中河床结构对堰塞坝稳定性的影响.经统计发现,震区堰塞坝的泄洪道中常常发育一定的河床结构,使得结构强度Sp值上升,抵御水流侵蚀,改变了河流纵剖面等地貌特征.堰塞坝的保留坝高比与Sp值有明显的正相关关系.而粗颗粒成分比重较大的堰塞坝,形成的河床结构强度Sp值也往往较大.因此,可以根据坝体级配近似推测河床结构的发育,进而得出保存比例,并以此来评价堰塞坝稳定性.     

桥墩局部冲刷三维地形及水流结构特性试验研究

本文开展不同水流条件下单、双墩绕流冲刷试验,基于SFM方法实现冲刷地形三维重构,并使用粒子图像测速技术获取桥墩绕流二维流场,定量分析水流结构与冲刷地形之间耦合关系。结果表明：（1）通过运动摄像重构技术可实现冲刷地形三维重构,冲刷坑为不规则倒置圆锥体,模型前方及两侧冲刷深度最大,后方呈凸起形态。（2）随水流强度增大,坑深与坑径均线性增大,坑后沙堆长度与高度均增大,沙丘“尾鳍”夹角减小。冲刷坑面积与体积均随水流强度增大而增大,且随坑深增大呈开口向上抛物线趋势增大。（3）剪切应力下切作用将形成较深冲刷坑,位于桥墩两侧大尺度流向涡向下游延伸,促进冲刷坑后方倾斜凹槽形成。尾涡分离弱化,挟沙能力降低,桥墩下游出现泥沙堆积。     

动床沙粒阻力计算的研究

沙粒阻力的计算是泥沙运动力学的重要问题,以往的研究大多是将沙粒阻力与床沙特征粒径联系在一起.泥沙在起动时其阻力即为沙粒阻力,因而可以利用泥沙的起动阻力来研究沙粒阻力的计算问题,这也是一种较为直接的方法.利用泥沙起动的Shields曲线与明渠阻力特性之间的相似性,结合实测泥沙起动资料给出了沙粒阻力的计算公式.该公式表示的沙粒阻力系数仅是能坡的函数,从而避免了采用相对水深时床沙代表粒径选择的困难.验证结果表明,本文提出的公式在计算精度上要优于现有的其它沙粒阻力的计算公式.     

模糊神经网络对汛期三门峡水库泥沙冲淤量的计算

本文通过对多年实测资料的分析 ,总结出对三门峡水库泥沙冲淤量影响很大的变量的经验公式。在分析了汛期三门峡水库泥沙冲淤影响因子的基础上 ,鉴于模糊集合论与神经网络和智能预报的研究关系密切 ,可对非线性问题进行智能预报的特点 ,利用模糊神经网络模型对三门峡水库泥沙冲淤量进行了计算。该模型精度满足要求 ,计算结果比较合理 ,适合计算水库泥沙冲淤量     

都江堰内江河段河床冲淤规律研究

都江堰枢纽区的河床冲淤变化对工程的维护和分流分沙及都江堰灌区的引水和风栖窝的淘淤都具有重要的作用。内江河段进口段的冲淤幅度较大而中下段较小,河床冲淤频繁,淘淤的作用有限。河口河段与水文站河段的冲淤变化为负相关,反映出卵石缓慢运动的滞后影响。水文站河段与卧铁河段的冲淤变化为正相关,内江中下段的挟沙力与输沙量之间基本平衡。河段的冲刷量随综合作用力的增加而加大。1977年的洪水使河口断面的主槽从左变到右而产生滩槽交替,18-1断面为过渡段,以下的五个断面没有明显的冲淤变化,说明该河段的形态基本稳定。本文的研究结果为都江堰水利枢纽的长期安全运行提供了科学依据。     

黄河冲淤特性"相对清水冲刷、相对浑水淤积"

本文回顾总结了以往对黄河干支流河道冲淤特性的研究情况 ,利用所提出的冲淤临界流量与含沙量的关系与渭河下游、黄河下游进行了对比。以此为基础 ,勾画出了黄河干支流冲积河道“相对清水冲刷、相对浑水淤积”的物理图景 ,提出了多沙河流“相对清水冲刷、相对浑水淤积”的冲淤特性     

溪洛渡坝区岩石河床冲刷过程数值模拟

高坝下游岩石河床受高速水流冲击作用,天然裂隙不断扩展和交互并形成充分发展的裂隙网络。基于裂隙中水流脉动压力传播机理以及孤立块体的稳定特性,本文提出了高坝下游岩石河床逐层冲刷破坏的物理概念模型。并针对溪洛渡水电站坝区岩石河床的冲刷机理和过程展开数值模拟研究,得出基岩在各个冲刷阶段的冲坑几何特性以及平衡冲坑深度,模拟结果与前人经验结果吻合较好。在高坝下游冲刷过程中引入基岩裂隙网络,能够真实的反映冲坑的发展过程,是水利研究方法的突破,其结果是可信的。     

淹没扩散出流不稳定现象研究

抽水蓄能电站上水库的进出水口,在抽水工况下,各个水平分流孔口的出流类似于矩形扩散管嘴的淹没出流。针对国内某一在建的抽水蓄能电站上库进出水口的模型试验;采用先进的量测手段,获得了大量进出水口拦污栅处的三维流速资料,发现出水口的水流流态是不稳定的,除随机的脉动外还存在不稳定的摆动:对各流速分量进行了频谱分析和相关性分析,得出各分量的摆动频率和脉动频率及其互相关系数。研究成果可作为进出水口拦污栅设计的参考。     

输电线路溃堤洪水冲刷计算方法研究

现有的溃堤洪水冲刷计算方法中,土壤当量直径的选择直接影响洪水冲刷计算的结果。而面对相同的地质条件,不同设计人员的主观因素可能导致土壤当量直径选取存在差异。采用逐层试算法进行计算,可以有效的降低由于设计人员的主观因素带来的误差,从而避免浪费投资或造成安全隐患。     

遗传算法改进的BP神经网络对汛期三门峡水库泥沙冲淤量的计算

本文针对BP神经网络收敛速度慢和易于陷入极小值的问题,采用将遗传算法全局寻优和BP神经网络局部寻优相结合的方法,提高了BP神经网络的计算精度和收敛速度。应用该模型和一般BP神经网络模型对汛期三门峡水库的泥沙冲淤量进行了计算和预测。数值结果对比发现,经遗传算法改进后的BP神经网络模型在降低计算和预测的平均误差的同时,迭代次数比一般BP神经网络模型也大大减少。因此适用于求解如计算水库泥沙冲淤量等非线性问题。     

长江口水量及分组沙与水下三角洲演变关系

为研究长江河口水下三角洲冲淤演变对流域人海水量、沙量及分组沙量的响应过程,本文依据多年统计资料,建立了水下三角洲面积冲淤速率与流域水、沙条件的经验关系.结果表明:流域人海水量、沙量及分组沙量与水下三角洲面积冲淤速率关系密切,并建立了相关响应曲线,其中流域入海沙量变化对水下三角洲演变的影响大于水量;水下三角洲不同区域对分组沙的响应也不同,-l0m等深线区域为粗颗粒泥沙(d＞0.125mm)影响较大,-20m等深线区域为细颗粒泥沙(d ＜0.031mm)影响较大.该研究为流域水、沙条件变化下河口水下三角洲演变的趋势预测提供科学依据.