瓜渚湖直江引水对通航影响的数值计算和分析

利用二维河流数学模型对管墅直江引水进行了通航的影响计算,分析表明,工程按照设计取水流量运营时,原航道的最大横向水流流速、纵向影响流速、纵向回流流速均满足规范要求,当取水口突然停止运营,取水口所在河汉内回流的最大流速为0．06m／s,对运河航段水流影响不明显;取水口运行时计算航段内水位最大差值约0．03m,对附近运河水域水位影响很小,对航道水深及往来行船安全无影响．     

三峡水库运用20a后对草尾河航道的影响

三峡水库运用后,从三口进入湖区的水沙将会在中枯水期发生一定的变化,对草尾河航道产生一定影响.利用三口分流以及城陵矶水位研究的最新成果,计算蓄水20 a后进入该河段水沙的变化,水库调蓄作用导致草尾河在10、11月份水位下降,河段比降、流速均增加,部分日期不能满足通航要求;12月至次年3月份枯水期水位略有增加,且低于设计水位的天数有一定减小,河段比降、流速减缓,因此通航条件将会有一定的改善;4月份水位下降,比降、流速略有增加,5、6月份水位增加,且河段比降、流速减缓,在该3个月期间均满足通航条件.     

光大生物质发电厂取水工程对通航影响的数学模型研究

基于有限单元方法,建立了平面二维水流数学模型,对取水口边界条件进行了研究。利用该模型计算了光大生物质发电厂取水工程建设前、后取水建筑物及其附近航道的流速、流向和水位等水流特性,分析了典型控制水位下,取水口建筑物及其取水对航道通航条件的影响,结果表明:取水工程不会对通航产生影响。     

三峡蓄水后白沙～茅草街双向水流河段航道的变化

根据实测资料分析了白沙~茅草街双向水流河段水沙特性以及该河段碍航成因,得到蓄水前南咀输入该河段的沙量太大是导致枯水期碍航的主要原因.在此基础上,利用三口分流的最新研究成果,计算了蓄水20 a后进入该河段水沙的变化,得到了蓄水20 a后南咀站沙量减少将会导致该河段在枯期碍航的情况得到改善的结论.且水库调蓄作用导致白沙~茅草街河段在4、10、11月份水位下降,但仍满足通航要求,12月至次年3月份枯水期水位略有增加,且低于设计水位的天数有一定的减小,因此通航条件将会有一定的改善,5、6月份水位增加,也均满足通航条件.总之,蓄水20 a后白沙~茅草街河段通航条件将会得到改善.     

修建辛安渡大桥对河道防洪影响的数值模拟

由于沪汉蓉铁路交通要道需要进行提速,铁路部门拟在湖北汉丹线跨沦河处新建辛安渡大桥.沦河上修建桥梁必然会对河道水位和流态产生影响,为了分析辛安渡大桥对沦河的防洪影响情况,建立了非正交曲线坐标下平面二维水流数学模型,并应用该模型对沦河修建辛安渡大桥前后的水流情况进行了模拟.模型计算结果表明,桥梁修建后对工程附近河段水位和流速影响均较小,基本上不会对沦河防洪产生不利影响.     

修建辛安渡大桥对河道防洪影响的数值模拟

由于沪汉蓉铁路交通要道需要进行提速，铁路部门拟在湖北汉丹线跨沦河处新建辛安渡大桥．沦河上修建桥梁必然会对河道水位和流态产生影响，为了分析辛安渡大桥对沦河的防洪影响情况，建立了非正交曲线坐标下平面二维水流数学模型，并应用该模型对沦河修建辛安渡大桥前后的水流情况进行了模拟．模型计算结果表明，桥梁修建后对工程附近河段水位和流速影响均较小，基本上不会对沦河防洪产生不利影响．     

南京长江第四大桥航行条件数值模拟研究

结合二维水流数学模型和船舶运动数学模型,研究了拟建南京长江第四大桥对通航水流条件的影响,分析了桥墩周围的水流条件变化,模拟了船队在建桥前后通过桥区河段的航迹线,得到了航行过程中的航行参数,综合分析认为南京四桥修建对通航水流条件影响很小,对船舶航行也无明显影响。     

单圆柱桥墩绕流流场试验研究

通过单圆柱桥墩绕流现象观测,结合观测水流流态、测定水位、流速等,研究单圆柱墩周围三维水流变化规律,以及单圆柱桥墩的水力学特性.结果表明:随着来流的增大,圆柱周围各点流速明显增大,圆柱后水流扰动更加剧烈,横向绕流更加明显,但绕流宽度逐渐减小;在恒定的来流流速下,水流在墩前壅水处流速减小,桥墩两侧流速急剧变大,墩后流速减小,流向不规则,并伴有漩涡出现.距离桥墩越远,水流流态越平顺;一定的来流流速下,自圆柱处开始,横向水流流速先增大而后减小,垂向流速也是先增大后减小的趋势;无论平面还是垂向,河道流速越大,绕流流程相对越长.     

涉河正交桥墩壅水模型试验研究

涉河桥梁的修建会改变局部河段的流速和水位,增大河道行洪、排涝的压力,现有的规律和经验公式对桥墩壅水规律总结仍然不足.以正交圆头方形桥墩为研究对象,试验数据分析可知:当阻水比小于10％时,最大水位壅高随着阻水比的增大而线性增长,当阻水比大于10％时,最大水位壅高随着阻水比的增加而快速增大并超过了线性增长;拟合了最大水位壅...     

电站日调节波对葛洲坝下游枯期通航条件影响

根据三峡水库投入运用以来实测葛洲坝枯水期日内出库流量过程,比较了典型实测日调节流量波形与设计方案的区别.通过数值模拟分析了水位、流量沿程波动特性,以及对典型浅滩通航条件的影响.结果表明:设计方案与实测流量过程在波形、日均流量方面均存在明显差异;日调节波动影响范围为距坝约95 km的枝江断面附近;在日调节非恒定流影响下,芦家河的局部比降过大、枝江河段的通航水深不足等碍航问题将更加严峻.     

建桥对长江中下游不同特性河段的水流运动影响

基于边界拟合良好的曲线网格上建立的平面二维水流运动数学模型,以长江中下游不同河段为例,针对不同特性河段,系统地分析了桥梁建筑物对于河道洪水位、流速等要素的影响程度及其变化规律.研究结果表明,河道流量越大、洪水位越高、不同桥型桥墩阻水率越大,建桥后河道壅水值、壅水范围以及流速变化值、变化范围也越大;相同流量及相同桥墩阻水率情况下,河道水面纵比降越大,建桥后桥墩附近壅水及流速变化最大值越大,但壅水及流速变化影响范围却相对较小.研究成果可为工程初步选址以及设计提供技术参考.     

多级丁坝影响下弯道水流运动三维数值模拟研究

多级丁坝在航道整治工程中应用广泛,为了研究其水流结构,在U形弯道内布设多级丁坝进行系列水槽试验,采用粒子图像测速（PIV）仪和超声波水位计测量了多级丁坝附近的流速及水位,同时利用商用软件Fluent,基于有限体积法,采用RNG k-ε湍流模型,对丁坝附近水流的流态进行三维数值模拟,并将水槽试验结果与数值模拟结果进行了对比分析。结果表明,两者吻合较好。模拟结果表明：相同过流面积下,丁坝级数增加,丁坝下游回流范围增大,坝头处高流速区流速值减小;在水流近底处和中截面处,紊动能k最大值随着丁坝级数的增加逐渐减小,在自由水面处则先增大后减小。     

波、流对库区四柱框架墩连续梁动力响应影响分析

为了明确无水、静水以及波、流联合作用对库区复杂桥墩桥梁动力响应的影响,以缩跨后跨黄河小浪底库区某4柱框架墩连续梁为依托,运用ANSYS建立桥梁-水耦合数值模型,研究4柱桥墩在水流作用下绕流及波、流联合作用下的动水响应;在此基础上详细分析波浪、水流和水深对结构地震响应的影响.研究表明：绕流分析显示4个柱的速度场和压力场不对称;波、流共同作用时,桥墩动力响应随着流速的增加而增加,且波浪起主导作用,但动力响应并非两者单独作用叠加;与无水工况相比,静水地震响应更大;波、流环境时,地震响应不是单独作用叠加;对于该桥及所分析工况,波、流环境削弱了地震响应,且随着水深和波高增加,地震响应削弱越显著.     

山区宽窄相间河段输水能力变化规律

输水能力变化直接影响该河段行洪安全,当输水能力不足时,洪水风险陡增。影响河道输水能力的因素众多,如床沙粒径引起河床粗糙度变化,植被等障碍物产生拖曳阻力等,边界变化影响河段输水能力机理和规律则研究较少。受到地形地貌影响,山区河段河宽变化较为常见,本文采用平面二维水流数值模拟试验,研究了窄段-宽段河宽比(窄宽比)和下游回水变化条件下山区宽窄相间河段水流运动变化规律。结果表明,宽窄相间河段整体表现为宽段壅水、窄段跌水,当缩窄段弗劳德数Fr>1,河段由急流转变为缓流,在窄段下游附近形成淹没式水跃;下游出口低水位时,随窄宽比减小,跌水-壅水-水跃分区效应越为显著,展宽段水头损失急剧增大,由此降低了宽窄相间河段的输水能力;随出口水位的增加,跌水-壅水效应减弱、水跃消失,展宽段水头损失变小,河宽变化影响降低,可显著提高宽窄相间河段输水效应。出口水位变化对展宽/缩窄水头损失峰值比随着河道窄宽比的降低而增大,最大损失比峰值高达6倍;在窄宽比情况下,出口水位变化对展宽/缩窄水头损失比的影响较大,均表现为先增加后减小,且出现损失比峰值的水位随着窄宽比增大而降低。本研究从机制上厘清了宽窄相间河段水位及流速沿程分布和水头损失特征,可为山区河流水沙灾害防治提供科学依据。     

河道滩区风机群对漫滩洪水影响的数值模拟研究

对于河道宽滩区修建的风电场工程,其风机塔筒群的阻水作用可能会对所在河段的洪水演进及河势稳定有所影响,必须予以了解和评估。本文基于MIKE21软件,建立了某风电场所在河段的二维平面水动力数学模型,并对模型进行了验证。在验证洪水条件下,特征断面模拟水位与设计水位的相对误差均小于1%,表明模型阻力参数设置比较可靠。对风电场所在滩区的水流阻力进行了概化处理,然后运用模型开展了风电场工程建设前、后两种条件下设计特征洪水的数值模拟,得到了该河段在设计特征洪水演进过程中的水深、流速等数据。通过对比分析工程壅水及主流线位置变化可知,该滩区风机塔筒群引起的工程壅水较低、流速变化较小、主流线位置变化不大,不会引起该河段河势的明显变化。研究成果对滩区风电场工程规划设计具有一定的参考价值。     

强输沙对陡坡河道水位激增影响的试验研究

山洪泥石流会挟带大量泥沙,一旦进入山区性河流,往往会造成河段下游水位的骤然升高,从而给人们的生命财产带来巨大的损失。本文采用单因素叠加试验方法,通过陡坡水槽试验,对强输沙条件下的水位变化规律进行了初步探索。试验结果表明,陡坡河道上的高强度泥沙输移,一方面增加了水流流量,另一方面增加了水流阻力,两者均可导致水位的显著增加。随着泥沙加入,试验水槽内水深将显著增加,并随着输沙过程的结束而回落。总体上,中等粒径的泥沙引起的水位增幅最高。随着水深（流量）的增加,水深变率（增幅）存在先增大后减小的规律。综合本文及前人研究成果,研究发现,河道比降越陡,水位增幅越大,最大水深增长率与河道比降间呈指数关系。     

宜昌长江铁路大桥桥位桥孔的水文影响因素

在跨江桥梁工程设计中,需统筹考虑大桥建设与桥区河段河道、防洪、航道、航运的相互关系,兼顾地质、水文和桥梁结构方面因素,确定合适的桥位、桥跨及墩位,将大桥建设对河道演变、防洪、航道和航运等方面的影响降到最小.以宜昌长江铁路大桥为例,介绍了相关的水文专项研究情况.综合分析表明:宜昌桥主桥墩位置及跨度布置既满足洪水期的通航要求,也满足枯水期的通航要求,并能适应远期航运发展的需要.该实例可为国内其他大型跨江桥梁的设计论证提供参考.     

三峡—葛洲坝两坝间水田角深水急滩整治措施研究

针对三峡—葛洲坝两坝间水田角河段水文特性、碍航特性及滩险成因,采用"左疏右抬"相结合的方法对水田角滩段航道进行整治.采用实测资料,对方案整治效果进行了分析,结果显示,整治后航槽流速减小,可以满足船舶自航上滩的要求;或者减缓岸边流速,与另一岸形成船舶"搭跳"的水流条件,使船舶能够"搭跳"上滩.该种方法在相同水文条件下有一定适用性.     

亭旁溪1号铁路桥上下游河段改造方案设计

针对甬台温铁路三门段亭旁溪1号铁路桥上下游河段的工程现状,在分析了桥梁建设对上下游河段水流流态的影响以及不利水流流态对工程安全构成威胁的基础上,提出了较为合理的亭旁溪1号铁路桥上下游河段改造。7-程设计方案。该方案可较大程度地减轻水流对桥墩、河床、河岸的冲刷影响,并确保河道的行洪安全与桥梁安全。     

三峡库区乌江河口航道整治

通过对模型试验成果的分析可见，三峡成库后乌江河口段泥沙累积性淤积，河床普遍淤高，将对该河段的航道，港口等带来极为不利的影响，经采用整治建筑物调顺河道岩线，缩窄江面宽度，加大水流流速，从而起到了减少泥沙淤积，缩小边滩，稳定航槽的明显效果，改善了乌江河口段航道及港口通航条件。