河床变形对水电站动力设备工作条件的影响

水电站运行过程中河床变形会使河底高程逐渐降低。从而导致下游流量特性曲线下降以及水电站水头增大。水头增大使水电站气蚀特性发生变化，导致动力设备的正常工作条件受到破坏。并对其运行安全性和效率造成不利影响。以卡马河的沃特金水电站为例，阐述了河床变形对水电站动力设备工作条件的影响。     

河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型

根据河口“波浪掀沙，潮流输沙”的泥沙运动机制，引入“波浪幅射应力”反应波浪对水体和泥沙的驱动力．考虑波浪对底部泥沙作用力、波浪对水流挟沙能力的影响及风场对水流和泥沙运动的影响．同时考虑泥沙粒径大小、水体含盐度、含沙量及水流紊动程度等因素对絮凝沉速的影响．用ＡＤＩ算法求解沿水深平均方程，破开算子法解悬移质不平衡输沙方程及河床变形方程，引入通度概念处理岸滩不规则边界，建立河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型．通过实测资料及卫星摇感图像对所建数学模型进行检验，表明它可以较好地预测河口泥沙的运动     

马鞍山长江大桥近岸桥墩对河岸稳定影响试验

水流作用产生的局部冲刷对桥墩自身安全、河岸稳定有重要影响.在桥墩局部冲刷和近岸岸坡相对不稳定性的共同作用下,近岸桥墩附近河床变形趋势更具复杂性,对河岸稳定影响更加直接.以马鞍山长江大桥左汊近岸桥墩为研究对象,分别建立桥址断面概化模型和岸坡概化模型,通过不同流量条件下水槽模型试验,研究近岸桥墩附近水流形态、最大冲刷深度、最大冲刷坑形态以及岸线变化的情况,分析近岸桥墩引起的绕流顶冲、水面涌波、局部冲刷、冲刷不对称对河岸稳定的影响,从利于河岸稳定角度提出近岸桥墩布置一般原则,为近岸桥墩选址、桥墩选型和岸坡防护设计提供参考.     

动床条件下溃坝水流的二维水沙耦合模型

现有大部分溃坝水流模型仅适用于模拟定床条件下的水流演进,但溃坝水流经常是在动床条件下演进.因此非常有必要同时模拟溃坝洪水演进时的水沙输移及床面冲淤过程.本文首先建立了动床条件下溃坝水流的二维水沙耦合模型.该模型主要由二维浑水控制方程、非均匀沙不平衡输移方程及河床冲淤方程组成,采用水沙耦合解法以及基于无结构三角网格下的有...     

曲线坐标系下考虑植被影响的三维水沙数学模型

建立曲线坐标系下的三维水流泥沙湍流运动模型模拟弯曲渠道内布置水生植被后的水流结构和河床变形分布,计算了试验室60o弯道内流经植被的水流流速平面结构和断面分布以及不同植被布置情况对水流泥沙运动和床面变形的影响。数值结果较好地再现了试验规律。计算结果表明在弯道内布置植被会改变水流流速分布情况:植被覆盖区域的水流流速降低、弯道内二次流减弱和泥沙运动减弱,而非植被覆盖区域的水流流速增大、断面二次流依然存在且泥沙运动加剧。通过比较两种水生植被布置条件下的床面变形情况,发现合理布置植被可以减缓凹岸的泥沙侵蚀,但也会加剧凸岸的泥沙淤积。     

马鞍山长江大桥近岸桥墩岸坡防护方案的水槽试验研究

在建的马鞍山长江大桥江中共设有6个主墩,其中有4个桥墩距左右岸堤防、江心洲圩堤较近。通过概化水槽模型试验,研究了近岸桥墩在不同的流量和水文过程条件下河床变形的趋势,并在此基础上对岸坡防护方案、防护标准进行了有益的探索。该模型充分考虑了模型比尺、模型沙选择和水流验证等因素,并以数学模型计算相互印证,为研究成果的可靠性提供了保证,亦对其他跨河桥梁近岸桥墩选址和防护工程实施具有重要的参考价值。     

浅地层剖面仪在葛洲坝下游河床组成勘测中的应用

为探究浅地层剖面仪在探测河床地质结构、沉积物及冲刷特征时的作用,介绍了该剖面仪的工作原理及系统组成,对探测试验的典型剖面图进行了解释和分析.在坝下游测量中,结合使用剖面图和常规测量方法,提高了对河床组成分析和河床上工程监测的准确度.此外,还探讨了浅地层剖面仪在实际应用中的制约因素.结果显示,该剖面仪在葛洲坝下游河床勘测应用中存在明显优势,可为有效监测河床变化提供参考.     

平面二维水流泥沙数学模型有限元分析

建立了水流泥沙平面二维数学模型，讨论了动边界处理方法及定解条件。在利用有限元方法建立了离散的常微分方程组后，采用了选择系数质量矩阵集中法求解，从而避免了大量方程组的联解，极大限度地节省了计算存贮量，缩短了计算时间。通过实例验证，该模型适用于短河段、沉沙区、放淤区、引航道及边界条件较复杂的水工建筑物附近动床河段的冲淤数值模拟，并有较高精度。     

涉水工程泥浆排放输移扩散数值模拟

以含沙水流为研究对象,采用一般曲线坐标系下平面二维水沙输移数学模型对长江武汉河段岸边高浓度泥浆排放所形成的浓度场进行了数值模拟.模型重点考虑了高浓度泥浆在输移扩散过程中与河床的交换以及泥沙级配、河床变形对水沙运动的影响,计算结果能为工程单位决策提供科学依据.     

河床变形方程的简化研究

通过分析,在假定河底含沙量与垂线平均含沙量的比值与垂线平均含沙量的函数关系式基础上,给出了简化的河床变形方程,该方程符合泥沙运动力学的基本理论.通过对新的河床变形方程的探讨,发现一般意义上的恢复饱和系数实际上是一个综合参数,而不再是河底含沙量与垂线平均含沙量的比值,可以取远小于1的值.