大潮差河口闸下水流的流动特性分析

福建数座河口水闸发生剧烈淘刷,闸上游和下游的最大冲刷深度达到闸室高度的0.5~1.2倍,且屡修屡毁。有的水闸经多次除险加固后,不得不再花巨资重建。通过数学模型和物理模型揭示了河口水闸下游水位因受东海大潮差海潮影响发生剧烈波动时的变化规律,发现了水闸泄流过程中的间歇性淹没及非常工况甚至出现逆流的独特流动现象,给出了典型日孔流及堰流泄流能力动态变化过程线,分析了消能工变化对闸址水流结构的显著影响,并对水闸水毁修复前后闸下冲刷进行了预测。结果表明:水闸修复前闸下涨急最高水位4.53 m,修复后下降0.67 m,水闸修复后逆流现象减弱。修复后首次水跃位置往上游移动了35 m,平均水跃高度下降47.46%,闸后及二级池末端最大流速2.27 m/s和0.08 m/s,较修复前分别下降了40.58%和96.48%。常遇泄流条件下,水闸的淹没度和泄流能力呈现不断变化的动态过程。当西溪水闸62#先启孔全开,上游保持正常高水位3.2 m,下游为最低潮位-0.72 m时,修复后最大冲刷深度减少64.48%,消能防冲效果十分明显。研究成果对河口水闸安全运行具有一定的参考价值。     

土石坝低弹模混凝土防渗墙设计关键技术

针对土石坝混凝土防渗墙受力变形机理研究,通过大量室内低弹模混凝土材料性能试验,提出了土石坝混凝土防渗墙性能指标的技术要求,以及结构计算、厚度确定、土石坝设置低弹模混凝土防渗墙后上游坝坡稳定计算等方面的设计方法。研究成果已应用于桥下、坂头等水库除险加固工程实践中,原型观测结果表明工程防渗加固效果良好。     

闽江下游天然河床的未来演进趋势

在探明闽江下游天然河道河沙储量的基础上,分别从水动力作用和人为挖沙两个方面预测闽江下游河床演变的趋势,提出了基于水动力作用引发河床演变的“三类分区”假说和基于人为挖沙引发河床演变的“四区分类”假说,并分别给出了水动力和人为挖沙对河道关键断面水位变化规律的影响。研究结果表明：人为挖沙对闽江下游河道演变的影响大于水动力作用对天然河道的影响。闽江下游河床演变研究工作对其堤防安全、闽江口湿地保护、城市饮用水安全、跨江桥梁及沿江公路安全、航运和沿江城市污染物排放控制均具有重要意义。     

乌龙江峡兜卡口阻力特性及壅水效应分析

峡兜卡口是乌龙江最为重要的控制断面,其阻力特性及其对乌龙江洪水位及行洪能力的影响尚不明确。采用二维数学模型计算了不同洪水方案下乌龙江峡兜卡口水面线、水面比降及流速分布特征,对产生壅水的临界流量、壅水高度及作用范围进行了分析。结果表明:峡兜卡口是乌龙江河道水面比降最大的位置,在峡兜流量超过19320 m^3/s后是乌龙江河道断面平均流速最大的位置,其阻力特性和壅水效应与流量密切相关;初步认定峡兜卡口发挥壅水作用的临界流量为19320 m^3/s,在峡兜流量为35037 m^3/s(P=0.5%)、32333 m^3/s(P=1%)、29435 m^3/s(P=2%)时,峡兜壅水高度分别为0.13、0.10、0.07 m,壅水影响范围可分别至峡兜上游1.99、1.88、1.69 km。