天然河道丁坝群局部冲刷三维数值模拟

为研究天然河道中丁坝长度对河床的冲刷影响,基于天然河道形状和实际丁坝群布置,提出适用于天然河道形状的丁坝群局部冲刷计算流体力学(CFD)三维数值模拟方法,建立了滦河马良子段丁坝群三维模型。采用RNG k-ε模型模拟计算,用VOF方法进行自由表面的追踪,并对丁坝局部冲刷坑形态及冲刷深度进行了数值模拟。对比实测数据,数值模拟结果与实测结果非常吻合。针对丁坝群中局部冲刷最严重的丁坝,对其长度进行调整,调整后冲坑深度明显改善。     

丁坝群附近流场及局部冲刷的三维数值模拟

为探索丁坝群附近水流流场,揭示其局部冲刷的形成机理,该文采用Flow-3d软件,选取RNG k-ε湍流模型和以希尔兹(Shields)数为基础的泥沙推移质输沙率模型对上挑丁坝群的周围流场分布和局部冲刷进行了三维数值模拟。研究发现,丁坝群间涡系结构复杂,第一座丁坝坝头处有一对反向的旋涡和下潜水流,切应力达到最大值,使得该位置有较大冲刷坑发生,解释了冲刷机理。冲刷坑的模拟深度和范围与实验结果吻合较好,表明该模型可以用于丁坝群及相关河道整治工程的流场和冲刷坑计算。     

丁坝坝头冲刷坑的终极深度及其过程

根据丁坝坝头局部冲刷的终级冲深和冲刷坑深度的发展规律，计算了丁坝坝头局部冲刷在一次水文过程中的最大深度，并用此方法估算了长江口航道整治工程中１６条整治丁坝坝头冲刷坑的深度，与崇明岛丁坝调查结果相比较，估算结果是合理的。     

丁坝局部冲刷深度的计算

局部冲刷深度是丁坝工程设计中的一个关键参数,本文在对丁坝局部冲刷的过程和影响因素分析的基础上,根据国内外公开发表的试验资料,采用量纲分析和多元线性回归的方法,建立了清水冲刷条件下丁坝的局部冲刷深度的计算公式,并分析了丁坝与水流夹角、丁坝边坡和非均匀沙对局部冲深的影响系数,得出的公式可供在确定丁坝基础埋深时参考。     

河道阶梯形丁坝冲刷形态和冲坑特征的研究

为了减小洪水对河道阶梯形丁坝的影响,防止河道汛期积淤。本文采用数值模拟法对河道阶梯形丁坝的冲刷特性进行分析。结果表明：恒定水流作用下,阶梯形丁坝的水流冲刷深度、冲刷面积和冲刷量随时间增加均快速增大,后逐渐趋于平稳。随着丁坝相对高度的增加,最大深度和平均深度逐渐减小。以上研究可为河道治理工程提供参考。     

黄河沙质河床丁坝局部冲刷公式的验证

选取黄河沙质河床实测资料和模型试验数据,运用图示判断法、相关系数法及相对误差法等方法,对具有代表性的6家丁坝局部冲刷公式进行了验证.结果表明:张红武公式、波尔达科夫公式同黄河实测资料最为符合,计算精度较高,对与丁坝局部冲刷相关的水流泥沙特征因素的反映较为全面,可作为黄河河道整治工程设计的主要依据.     

基于根石探测技术黄河宁夏段丁坝冲深研究

梳理分析2013年完成的黄河宁夏河段水下根石探测成果,并对比传统的经验公式计算结果,提出了宁夏河段合理的丁坝设计冲刷深度建议值,即仁存渡以上河段取12.9 m,仁存渡以下河段取16.0 m,有利于河道整治工程运行安全。     

强潮河口桩式丁坝减冲促淤效果研究

钱塘江涌潮气势雄伟,世界闻名,但对海塘具有很大的破坏力.该文提出了一种新颖的丁坝型式——桩式丁坝,从现场观测资料对比、实体模型试验和机理分析三个方面,分析桩式丁坝的减冲促淤效果,探究丁坝护滩保塘的机理.与堆石丁坝比较,桩式丁坝具有设计合理、施工简易、坝体内无内压力、有效地减轻了局部冲刷、便于维护检修等一系列优点。桩式丁坝可广泛应用于各类河道整治、海塘保护等工程中.     

黄河下游在役桥梁群桩基础冲刷特性

为了探明黄河下游在役桥梁群桩基础的冲刷特性,对郑州刘江黄河公路大桥群桩基础进行了冲刷深度测试。测试结果表明:黄河河道展宽作用使得黄河水流对桥梁群桩基础的冲刷主要表现在侧向冲蚀,而非河道处为垂直向下冲刷,导致跨黄河桥梁群桩基础局部冲刷坑最大深度位置并没有全部出现在群桩迎水侧前方,而是部分出现在顺水流方向的侧面;黄河水流对跨黄河桥梁群桩基础冲刷作用最强烈的位置并不是主河道水深最深或水流流量最大的位置,而是在主河道两侧的位置;一般情况下,在顺水流方向,跨黄河桥梁群桩基础迎水侧冲刷深度大于背水侧,迎水侧的冲刷坑坑壁坡度较背水侧陡;群桩基础冲刷坑边缘大多数在距承台2.25倍桩径处;河道转弯对河床冲刷的影响较大,转弯外侧的河床冲刷更为严重,建议在设计中适当增大河道转弯外侧桩基的最大设计冲刷深度。     

水力插板透水丁坝群累积效应减轻局部冲刷效果的试验研究

水力插板透水丁坝是一种新型丁坝。本文以水力插板透水丁坝群、井柱桩透水丁坝群和实体丁坝群为研究对象进行动床模型试验。用测针测量各丁坝群附近地形,并用Surfer8.0绘制各丁坝群附近的地形图。结果表明:水力插板透水丁坝群累积效应减少局部冲刷的性能最好,其次是井柱桩透水丁坝群,实体丁坝群性能最差。最后详细地分析了各丁坝群减少局部冲刷差异性产生的机理。     

汾河上游丁坝局部冲刷概化模型试验研究

建造丁坝是汾河上游河道治理的重要工程措施之一。一般而言，丁坝工程往往是以群坝的形式构筑，但现有试验研究大多是针对单个丁坝进行的。本文针对汾河上游重点河段及丁坝工程的特点，进行了局部概化模型试验研究，系统地观测了不同坝群、坝距等条件下的水、沙运动及局部冲刷规律，获得了有益的认识。     

The coupling between hydrodynamic and purification efficiencies of ecological porous spur-dike in field drainage ditch

In this study, a series of ecological porous spur-dikes are arranged in an experiment channel to simulate a real field drainage ditch. The inside and outside flow fields of spur-dikes are determined by numerical simulations and experimental methods. An Ammonia-Nitrogen(NH_3-N) degradation evaluation model is built to calculate the pollution removal rate by coupling with the inner flow field of the porous spur-dikes. The variations of the total pollutant removal rate in the channel are discussed in terms of different porosities and gap distances between spur-dikes and inlet flow velocities. It is indicated that a reasonable parameter matching of the porosity and the gap distance with the flow velocity of the ditch can bring about a satisfactory purification efficiency with a small delivery quantity of ecological porous materials.     

浅谈莆田市木兰溪下游防洪工程信息化管理

福建省莆田市木兰溪下游河段实施防洪工程信息化管理是提高工程防洪减灾水平和科学管理水平的需要.木兰溪下游分别建立了地理信息数据库、水文信息数据库、工程设计资料数据库、工程模型试验数据库、河势演变数据库及堤防河道安全监测数据库.防洪工程信息化管理将为后续工程建设提供科学依据,不断提高工程科学管理水平和工作效率,提高工程效益.     

引滦工程黎河下游河道治理技术措施应用

针对引滦工程黎河下游多弯曲型河道采用的治理技术措施进行了初步的应用分析探讨，并通过对黎河下游高陡边坡防护中采用的模袋混凝土技术及软体排技术进行的深入开发应用，探索了黎河下游河道的治理方案．工程经过三年的引滦输水和汛期洪水的考验，实践证明：其技术应用合理，工程实施方便可行，发挥了新技术、新材料的优势，可推广应用到相关河道的治理工程上。     

渠化河道的水环境改造初探

结合北京双紫支渠水环境治理工程的实施,着重对试验段水环境改造进行了介绍。在不降低河道泄洪能力的基础上,通过双层河道、雨洪利用及nars（natural aquaseape restoration system）生态修复等工程措施,把原“臭、深、窄”的河槽改造成“水清、岸绿、花香”易于人们亲近的场所,使河道水环境得到较大的改善,并为以后类似工程提供设计依据。     

内河航道整治工程环境影响评价技术特点分析

按照环境影响评价技术导则的要求，结合内河航道整治工程措施的特性，总结了内河航道整治工程环境影响评价技术的主要特点。     

党河城区段生态环境治理工程设计特点

根据我院完成的"敦煌市党河城区段生态环境治理工程"设计,并结合多年从事城市河道水环境治理工程设计的经验,提出城市河道治理工程是一个系统工程,是必须研究和解决的主要问题;在此基础上,总结提出了处于干旱缺水地区的敦煌市党河生态环境治理工程的设计特点,供类似工程借鉴。     

施工导流明渠多目标优化设计模型

为优化导流明渠设计方案,以明渠底板高程为设计变量,基于施工导截流系统的整体视角,从明渠导流工程成本、施工强度及导截流风险三方面入手,构建施工导流明渠多目标优化设计模型;采用线性加权和法将模型中的子目标函数耦合为单目标函数,运用粒子群算法求解模型。基于某水电工程实例,仿真分析明渠底板高程与导流工程成本、施工强度及导截流风险的关联特性,通过曲线估计拟合其函数关系式。在此基础上实现了对明渠底板高程的优化调整,验证了模型的可行性及有效性。结果表明:提出的优化模型能够实现导流工程成本、施工强度及导截流风险的综合考虑,尤其是考虑施工截流风险对优化结果的影响,能够有效地降低截流风险及风险损失。     

广州市中心城区典型合流制排水口污染负荷排放规律分析

随着广州市中心城区河道水环境治理力度的加大,合流制溢流污染问题越来越突出,对城市河道水体构成了日益严重的威胁。本文选取广州市中心城区典型合流制排水口进行了18场降雨的径流污染监测,总结了在典型小雨、典型中雨及典型大雨场次下排水口各水质指标随降雨历时的变化规律,同时分析了18场降雨的排水口最高浓度、平均浓度与总降雨量的关系,研究成果可为合流制污染控制工程的设计提供参考。     

试论现代景观设计在堤防提升工程中的应用以奶奶庙堤生态景观改造方案为例

堤防提升工程是在保证防洪安全的前提下,从环境保护的角度出发,统筹兼顾河道生态功能的恢复,水利防洪和景观生态功能的平衡,与周边城市的关系,营造出人水和谐的生态景观。以奶奶庙堤防提升工程为例,总结生态型堤防的堤线布置、生态保护与修复、景观提升等方面的技术要点,提出水环境、水生态、水景观、水文化等方面的设计原则和思路。