某工程河道采砂对防洪评价影响的二维数值模拟

为评价南昌市大飞机项目填方工程的河道采砂对防洪的影响,根据江西赣江下游尾闾河道特点,采用二维水动力学模型,对采区处的水位、流速等水力要素进行求解和率定.结果表明:采砂工程实施后,由于该河段设计情况下由湖洪控制,其水位最大降低值为0.017 m,流速最大变化值在0.20 m/s以内,水流动力轴线仅在采区局部河段有一定调整.采砂工程对行洪安全的影响是局部的、有限的。     

都安红渡作业区码头工程对河道防洪的影响分析

为分析都安红渡作业区码头工程建设后对其所在河段的行洪影响,本文建立了其所在河段的二维水流数值模型,对比分析不同工况下工程建设前后河道水文情势的变化情况。经计算,工程建成后,河道水位变化幅度在-0.077 m～0.049 m之间,水位受影响范围不超过码头上游1100 m至下游500 m;码头附近流速变化幅度在-0.84 m/s～0.24 m/s,在200 m左右的范围内其变化量即迅速消减至0.1 m/s以下。结果表明:红渡作业区码头的修建对其所在河段行洪和河势影响不大。为工程建设提供决策依据。     

东风船舶公司船台滑道改造数学模型研究

由于工程修建后必然对河道水位和流态产生影响,为评价拟建工程对河道行洪、通航等方面影响大小,优化工程结构设计,采用非正交曲线坐标下的平面二维水流数学模型,对船台滑道改造前后河段水流情况进行了数值模拟。计算结果表明,工程修建后对附近河段水位和流速影响均很小,不会对河道河势、通航、行洪等方面带来不利影响。     

东江干流新甘湾段堤线试验研究

简要分析东江干流新甘湾段河床的演变情况，通过河工模型试验研究和分析表明，该河段堤线移动后，所在河段水位，流速没有大的变化，对河道行洪、水流流态影响不明显。     

基于FVM格式的二维水动力学模型在河道整治工程流态分析中的应用研究

本文基于有限体积单元格式(FVM格式)建立河道二维水动力模型,并将模型用于河道整治工程流态分析计算中,此外结合断面实测水位和流速数据对构建模型进行验证。研究结果表明:基于FVM格式的浅水二维水动力模型适用于非恒定流的流态计算,计算的断面水位和流速与实测值之间的绝对误差值分别在0.08―0.46m和0.3―2.3m/s之间,相关系数均在0.6782―0.7845之间;相比于整治前,整治后的河道断面流速有所减小,断面过流能力相应增加,有助于区域防洪安全。研究成果对于河道整治工程后防洪影响评价流态分析计算提供方法参考。     

二维潮流数学模型在码头防洪影响分析中的应用

码头建设会对河道行洪、堤防及其他防洪工程的安全造成不利影响.防洪影响分析是码头工程设计中一项重要技术工作.采用平面二维潮流数学模型,对长江镇扬河段水流运动以及拟建码头工程对防洪的影响进行了数值模拟计算.结果表明,在防洪设计洪水、平滩水位流量和多年平均流量3种水流条件下,工程兴建后水位壅高最大值约1.2 cm,水位降低最大值约1.5 cm,流速最大增幅约0.05 m/s,最大减幅约0.23 m/s.码头兴建后对工程河段的水位和流场影响较小,不会对河段的行洪带来不利影响.     

码头工程建设对长江中游典型河段水流影响的数值模拟研究

为了研究码头工程建设对荆江公安河段河道水流的影响,通过建立平面二维水流数学模型,计算分析了工程建设前后附近河段的水位、流速变化情况。结果表明:工程建设对其所在河段的水位和流速影响较小,不会对工程河段河势、行洪带来较大影响。建立的二维水流数学模型可准确模拟工程河段水流运动特性,可为研究工程前后河道水流、水位变化提供较为可靠的依据。     

松花江河道内取水工程防洪影响数值模拟研究

取水工程河道管理范围内建设内容包括取水戽头与取水管线两部分,在实施过程中需评价取水工程对河道行洪的影响,并复核自身的防洪安全。本文以松花江吉林市城区段一处取水工程为例,采用数学模型模拟了工程实施前后所在河段水位、局部流速流态变化情况,结合冲刷经验公式重点分析了取水戽头、取水管线局部冲刷及对松花江行洪、河道堤防的影响,并评价了工程自身的防洪安全,提出了相应的防护措施。     

跨河斜交桥梁对山区河流行洪影响试验研究

为探究斜交跨河桥梁对山区河流行洪的影响,以四川省某拟建斜交跨河特大桥为例,利用物理模型试验研究,分析了不同工况下桥梁建成前后的水流流态、流速与水位,桥梁建成后的冲刷深度,以及河势稳定性。结果表明：该类错孔布置的柱式墩斜交桥梁对河道水位、流速影响不大,对工程下游由右岸侧向左斜冲水流有一定阻碍作用,使得主流略向右岸侧有一定调整。桥梁所在河段仍属于河势稳定河段,拟建桥梁对河流行洪影响较小。     

广州市洲头咀隧道工程防洪问题的探讨

根据洲头咀隧道工程和工程河段的特点,建立了大范围的西、北江三角洲河网一维水流数学模型和工程河段平面二维水流数学模型,进行工程影响的计算和分析.计算成果显示,洲头咀隧道工程及其施工期涉河建筑物建设引起的工程河道水位、流速、流量、流向的变化值均较小,河道纳潮量变化率亦较小,洲头咀隧道工程不会对工程所在的南河道及其他河道的行洪、纳潮和河势稳定造成明显的不利影响.     

大樟溪入汇对乌龙江洪水水动力影响研究

为研究大樟溪入汇对乌龙江洪水水动力的影响,采用二维数学模型计算分析了不同洪水工况下乌龙江河道流量、水位及流速分布特征。结果表明:50 a、100 a、200 a一遇工况下,乌龙江流量分别减少125 m~3/s、167 m~3/s、190 m~3/s,相应分流比减少0.38%、0.47%、0.50%;乌龙江进口至峡兜河段洪水位壅高幅度分别为0.10～0.28 m、0.10～0.35 m、0.10～0.42 m,大樟溪入汇对入汇口上游乌龙江河道水位的影响更大;入汇口上游河段流速减小幅度基本在0.10 m/s以下,其中由支干流水流相冲引发的水体滞留区流速最大分别减小0.26 m/s、0.26 m/s、0.31 m/s,入汇口下游左侧主河槽部分流速增幅基本在0.10 m/s以上、右侧支汊除上段流速增幅达0.10 m/s以上以外其余区域流速增幅均小于0.10 m/s,入汇口下游近右岸侧回流区流速最大分别减小0.20 m/s、0.20 m/s、0.20 m/s,大樟溪入汇对入汇口下游乌龙江河道流速的影响更大。     

Influence of artificial ecological floating beds on river hydraulic characteristics

The artificial ecological floating bed is widely used in rivers and lakes to repair and purify polluted water. However, the water flow pattern and the water level distribution are significantly changed by the floating beds, and the influence on the water flow is different from that of aquatic plants. In this paper, based on the continuous porous media model, a moveable two-layer combination model is built to describe the floating bed. The influences of the floating beds on the water flow characteristics are studied by numerical simulations and experiments using an experimental water channel. The variations of the water level distribution are discussed under conditions of different flow velocities（ v= 0.1 m/s, 0.2 m/s, 0.30 m/s, 0.4 m/s）, floating bed coverage rates（20%, 40%, 60%） and arrangement positions away from the channel wall（ D= 0 m, 0.1 m, 0.2 m）. The results indicate that the flow velocity increases under the floating beds, and the water level rises significantly under high flow velocity conditions in the upstream region and the floating bed region. In addition, the average rising water level value（ARWLV） increases significantly with the increase of the floating bed coverage rate, and the arrangement position of floating beds in the river can also greatly influence the water level distribution under a high-flow velocity condition（v ？0.2 m /s）.     

冲积河流引水枢纽结构变化对上下游河床冲淤的影响

引水枢纽工程的修建必然改变原河段的河势及形态,塔里木河乌斯满枢纽工程在修建前通过模型试验,对引水枢纽结构改变前后的水面线、流态、流速、枢纽上下游冲淤地形、泥沙出库率、闸后冲深进行研究,表明枢纽结构改变后,对河道水边线的影响较小,而加大了河道主槽水流流速,增强了水流挟沙能力,增大了泥沙出库率,减小枢纽上游泥沙淤积,加大了闸后冲刷深度。     

航道整治水文情势变化对四大家鱼产卵场的影响——以荆江周天河段为例

以长江中游荆江周天河段航道整治工程为例,采用平面二维水动力数学模型,对工程修建后水流流态、水位和流速等水力因素变化进行计算分析,进而研究航道整治工程所导致的水文情势变化对河段内四大家鱼产卵场的影响。研究表明:工程实施后,产卵期水位变化约-0.01～0.01 m,流速变化约为-0.10～0.15 m/s,不会对产卵场水流流态造成大的影响;潜丁坝工程会导致局部流速以及附近河床冲淤的变化,但客观上起到了人工鱼礁的作用,为鱼类提供良好的庇护、栖息及觅食等环境,一定程度上有利于鱼卵的受精和正常孵化;工程水下沉排和抛石使得局部河床地形更为复杂,但对河床地形地貌影响范围和程度较小。     

非对称运行西河泵站前池试验分析

为明确西河泵站非对称机组运行时前池的流态特征,基于物理模型试验的方法对西河泵站的前池及进水流道进行整体物理模型试验,共获取4种不同开机方案时西河泵站前池的流场和速度分布规律,并采用计算流体动力学技术对最低水位时8台机组全开的方案进行数值分析。结果表明：在0.75负荷排涝时,非对称机组运行方案2的前池两侧有微弱旋流,开机方案3和开机方案4前池流态均平稳,开机方案3泵站进口断面的底流速分布均匀度为78.2%;推荐两侧边机组和中间机组各2台开机运行;在全负荷排涝流量且最低水位时,机组全开时两边机组流道进口的水力性能指标最低,在实际运行时应注意两侧边机组运行的安全稳定性。研究成果可为西河泵站的实际运行管理提供一定的参考。     

大坝泄水对鱼类洄游能力的影响研究

大坝的建设将天然河道分隔成上、下两个环境单元,改变了河道的流量、流速和水位等水文要素,使原有的水力条件及生态环境都发生了变化,对鱼类的洄游、繁殖和生长等都产生较大影响。以江河湖泊常见鱼种—成年鲤为研究对象,以0.02 m~3/s为基础流量,按照0.01 m~3/s的流量递增进行大坝泄水模拟实验;采用声学信号监测技术监测成年鲤在不同泄水量下的洄游能力及游泳轨迹,分析不同泄水量的河道流场并与鱼类游泳轨迹进行拟合,研究不同流速对鱼类洄游能力的影响。结果表明:成年鲤的洄游距离、游泳速度随着河道流速增大而逐渐减小,成年鲤洄游开始出现困难、开始出现逆流后退以及无法洄游时河道流速分别为0.42,0.48 m/s和0.62 m/s;泄水量每增加一个0.01 m~3/s流量梯度,成年鲤洄游距离约减少1.5 m,说明随着河道流速增大鱼类洄游轨迹变化是一个逐渐收敛的过程。大坝泄水过程同时还会造成氮气和氧气过饱和、改变水体温度和浊度从而对鱼类生存环境、繁殖及鱼类资源造成影响。     

闸站合建枢纽对河口通航影响的模型试验

为了改善河口平面闸站合建枢纽水闸出流时容易在闸下河道内出现主流集中、偏流、回流,外河航道内横向流速大等问题,提出了在消力池下游海漫段设置八字形低坎的整流措施。基于平面闸站合建枢纽水力学模型试验,对有、无整流措施两种条件下闸下河道的水流流态、流速分布、特征断面流速不均匀系数以及航道内的最大横向流速进行了测试分析与比较。试验结果表明:闸下海漫段设置八字形整流低坎可以使外河入口断面流速不均匀系数从无整流措施的4.5～4.9降低到0.3～1.4,且使外河航道内的横向流速大大降低,模型试验实测的最大横向流速范围在0.30～0.50 m/s之间。外河入口断面流速不均匀系数和外河航道内横向流速的显著降低有助于河口闸站合建枢纽的通航安全,是一种简单而有效的工程措施。     

河道束窄段对上游洪水过程特性的影响

为了研究束窄河段对洪水演进过程特征的影响,采用二维全水动力模型GAST模拟了束窄段河道洪水过程,通过理想河道和灞河上游实际河道分析了河道束窄程度与洪水特性间的定量关系。结果表明：束窄断面形状对洪水过程特征中水深、流速影响的大小依次为V形>U形>梯形>矩形。断面形状相同时,束窄程度越大对水深和流速影响越大。河道束窄段上游水位壅高,下游水位相对降低但流速更大。扩宽河道束窄段可以降低上游水位及上下游流速差。在“8·19”洪水下,灞河束窄河段束窄程度降低时(原河道束窄程度为64.4%,河道疏浚后束窄程度分别为55.6%、46.7%、37.8%),上游最大水深分别减小0.669、0.985和1.066 m,上下游流速差分别减小0.702、1.592、2.550 m/s。洪量越大则河道水位越高、流速越大,束窄程度变化对水位和流速变化的影响也越大。将“8·19”洪水进行缩放入流情况下,原始河道最大水深分别为2.177、2.778、3.618 m,束窄程度为37.8%时最大水深减小至1.866、2.367、3.175 m。通过分析不同束窄程度的束窄段河道洪水过程特性,可为束窄段河道防...     

布袋莲对渠槽曼宁系数之影响

当河道布满布袋莲时,大雨来临会使得布袋莲阻塞桥墩间流水空隙,造成排水不良而危及桥梁安全及造成区域之淹水。本研究利用渠槽试验求得渠槽内覆盖布袋莲之曼宁系数,并利用HEC-RAS模式分析本试验渠槽内覆盖布袋莲对渠槽上游水位抬升之情况。本试验所求得覆盖布袋莲之渠槽曼宁系数随着流速改变,流速范围在0.76～11.65cm/s时其曼宁系数为0.026～0.416,而平均值为0.098。以渠槽试验为基准,当流量为1.91×104cm³/s及布袋莲根系长度13cm时,两者上游水位抬升约差6.46%。由研究得知布袋莲根系愈密集渠道试验与数值模拟所得结果愈接近,而且河道满布袋莲时会致使上游水位抬升。     

减水河段水力生态修复措施的改善效果分析

通过二维水力模拟计算,对深槽和挡水堰不同组合的修复方案,即在河道横断面上设置深槽以及纵向上间隔设置挡水堰等工程措施,对减水河段的水力生态修复措施进行研究。以四川某山区河流一段120m长的河段为例,根据代表鱼类对水深、流速适应度的曲线,计算出权重可使栖息地面积(WUA),并使用其来分析生境改善效果,同时还对影响河段沿程增温率的水力参数进行了对比分析。计算结果表明：在河道流量为1．65m\+3/s(约为多年平均流量的5％)时,采用深槽修复可增加WUA约48％,再在深槽基础上设一道拦水堰后共可增加WUA约84％;同时深槽还可使河流沿程增温率下降,使水温更接近减水前的状况。采用多道拦水堰将有助于尽可能多地提高栖息地面积,但拦水堰间距也不应过小,该河段拦水堰间距在30m左右为宜。分析表明,采用深槽加多道拦水堰的水力生态修复措施可以起到明显改善减水河段生境状况的作用。