沙河京广铁路大桥河段通航水流条件数值模拟

沙河复航工程在漯河市推荐线上存在桥梁净空低于IV级通航标准,桥孔内局部水流流速超过设计要求,不满足通航水流条件的情况,需要对航道内的碍航桥梁进行改建。本文运用Mike软件建立沙河漯河市境内从上游泰山路彩虹桥下约200m,到下游黄河路沙河桥下约500m的京广铁路桥上下游河段的平面二维水沙数学模型,并根据实测设计洪水、最高通航水位和最低通航水位推求模型在漯河水文站的水位,与实测漯河水文站的水位进行对比,检验模型的适用性。利用所建立的平面二维水沙数学模型,对设计方案下航道内京广铁路桥桥墩附近流场、航道内水面线比降、航道内水流流速进行数值模拟计算,分析模拟河段的通航水流条件。计算分析表明,设计最高通航水位和设计最低通航水位情况下,京广铁路桥桥墩附近流场流速、航道内水面比降和横纵向流速均减小,设计主航道的水流条件符合IV级通航标准。     

松花江太阳岛开发对哈尔滨河段防洪影响研究

为了探索松花江太阳岛开发对哈尔滨河段的防洪影响,构建了松花江干流哈尔滨河段的平面二维水沙数学模型,分析了现状、工程实施后及工程实施后破堤三类工况条件下松花江哈尔滨河段的流速和水位变化。结果表明：在P=1%频率洪水和现状地形条件下,太阳岛西区围堤迎流位置的堤顶局部漫水,漫堤水流会缓慢灌满太阳岛西区及月亮湾围堤内区域,自阿勒锦洲岛头至四环桥下游出口处的流速普遍可达2.00 m/s以上;对于P=0.2%频率洪水,三种地形普遍过水,河道主槽内的洪水流速介于0.80～3.23 m/s。太阳岛的开发对P=1%和P=0.2%的洪水影响轻微,岛上水位变幅多在±0.20 m内,岛外水位变幅在±2 cm以内。但在工程后发生破堤时,对P=1%频率洪水影响较大,太阳岛以上河段水位明显降低,斜拉桥附近水位降低可达约7.3 cm。     

基于MIKE21模型的灵璧船闸对新汴河洪水影响分析

为研究船闸对主河道洪水的影响,探究船闸的分流作用,以新汴河及灵璧船闸为研究对象,运用MIKE21对研究区进行网格有限差分、参数率定得到水动力模型,将洪水演进过程进行二维模拟计算。模拟结果表明,在三种不同洪水频率以及船闸建成以后,主河道节制闸上、下游监测点水位下降值在0.106 m以内;而流速变化最大值达0.168 m/s,水位和流速均有较大变化幅度。同时,水流流向和流速在新汴河节制闸和船闸闸墩处发生改变,存在水流的阻滞效应和绕流现象,可能会对过水建筑物及大堤造成冲刷,需要配置闸口处导流设施以及加固堤防。在船闸工程建成后的几种洪水条件下,水流水位和流态变化响应明显,船闸工程对新汴河主河道行洪产生了一定影响,可为下游水文站点提供补偿资料。     

建筑物布置对城市洪水演进影响的实验研究

由于城市内的建筑物对城市洪水演进有很大影响,水流会呈现较多复杂的水流特征,因此,关于城市建筑物对城市洪水演进的影响的研究必不可少。本文利用概化模型原理将城市建筑物布置概化为建筑物间隔、建筑物挡水面积的组合,设置三种建筑布置模型,实验发现,洪水流经建筑物群水位变化主要表现为前段下降较快,中后段趋于平稳,在建筑物群后水位下降的规律,流速变化与水位变化趋势相反,三段占比约3:4:1;建筑物间间隔距离越小,建筑物挡水面积越小,第一次水位下降段占比越大,该段结束时容易出现水跃现象,流速出现峰值。本文获得的实验数据,为今后的城市防洪研究提供了相应的数据支持。     

二维泥沙数学模型在赣江大堤南昌段改线中的应用

采用平面二维水流泥沙数学模型计算了赣江大堤南昌段堤线改线对河段水流运动及河床冲淤的影响。在运用实测资料对该数学模型进行河段水面线，断面流速分布，汊道分流比和河床冲淤分布验证的基础上，计算了堤线改线工程前，后河段洪水水位壅高，断面流速分布变化，取土料场回淤等。     

不同水位泵房进水流道堵塞对流速分布的影响

依据某核电站泵房进水流道工程,针对不同水位条件下泵房进水流道堵塞对其流速分布的影响进行了物理模型试验,研究了泵房进水流道堵塞之后,在不同水位条件下的流速分布状况及影响规律。模型试验结果表明:泵房进水流道堵塞之后,在100 a一遇低潮位时不能满足循环水泵运行的要求,随着水位的上升,能够满足循环水泵运行的要求;随着进水流道水位的上升,流速分布不均匀度、流速加权平均角度降低幅度逐渐减小,流速分布状况得到改善。     

赣江南昌段东西河工程整治前后分流比变化研究

近年来,由于不合理的开发利用,赣江下游的两条支流东、西河的分流比发生了较大变化,对河道防洪、通航和城市取水等产生了影响,为此,规划采用工程措施进行河道治理。为了对工程治理效果进行验证,选用Delft3D软件建立了平面二维水流模拟数学模型,并根据实测水文资料对模型进行了验证,对赣江南昌段工程整治后水位、断面流速分布、东西河分流比进行了模拟分析。结果表明,在枯水和洪水条件下,工程整治对东西河分流比的调控作用不明显,裘家洲切滩后上游水位略有降低,下游水位未受影响,断面流速分布更为均匀,东河疏浚工程有增大其过水能力的趋势。分析结果为工程措施的改进提供了依据。     

甬江扩建油码头对所在河段的行洪影响分析

近年来甬江尾间段修建了不少码头,它们对河口段行洪排涝产生了很大影响.本文采用平面二维水沙数值模拟的方法,以某拟扩建油码头为例,对油码头扩建前、后不同工况条件下该河段的水流及河床冲淤特性进行数值模拟,分析了工程修建后对洪水位、洪水河势及栈桥区冲淤的影响.结果表明,扩建油码头后洪水水力要素发生一定变化,码头上游水位略有壅高,下游水位降落;码头迎流段流速减小,相应背流段流速加大;水流动力轴线略向左岸偏移,但河势依旧稳定;栈桥头部有局部冲刷,码头上下游滩地微量淤积.可以利用落潮流进行航道疏浚清淤与边滩清淤整治,但须防止边滩持续淤积可能带来的河势调整.     

副桥对河道水流影响的数值分析

为分析副桥的修建对原河道水流特性的影响,以副桥工程为例,采用MIKE21水动力模型模拟了100年一遇设计洪水条件下河道内水位和流场的变化。结果表明:副桥修建后只是在桥墩附近产生一定的壅水和流场变化,对河道水流影响具有局部性。     

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。     

MIKE水动力模型在游船制造维修工程防洪评价中的应用研究

为研究吉安市游船制造及维修工程对研究区域河势及防洪的影响,本文采用MIKE21软件建立二维水流数学模型,结合河道演变分析、水文分析计算以及工程河段水文特性、工程地质等资料分析,对工程的修建进行防洪综合评价。研究结果显示：工程兴建对河道壅水影响不大,水位变化主要集中于工程附近区域。工程引起水位壅高最大值为5.78cm,在上游局部区域,受开挖影响水位有所降低,降低最大值为10.20cm。引起流速减小最大值为0.85m/s,流速增加最大值为0.53m/s;工程河道将继续保持现阶段基本稳定的整体河势演变发展趋势。在来水来沙条件不发生明显改变的条件下,河段岸线在未来一定时期内仍将保持相对稳定。     

二维水流数学模型在码头工程防洪评价中的应用

数学模型是防洪评价的一种重要技术手段。介绍了二维水流数学模型的基本原理以及二维水流数学模型在广西梧州市塘源综合码头防洪评价中的应用实例。结果表明:码头建成后,工程区上游约1.7 km至工程区下游约1.1 km范围内流场发生了变化,但变化幅度较小,在各频率洪水条件下,流速最大增加值与减小值均不超过0.1 m/s,且分布在工程所在位置附近,说明工程对所在河道总体河势稳定影响不大。     

感潮河段洪水预报的不恒定流计算方法研究

一感潮河段的水流过程是外海潮汐和上游迳流共同作用下的运动过程,其流速、水位和过水断面等因素随时间而变化,属于不恒定流过程。因此,潮汐河口的洪水预报较之无潮河流更为复杂。     

三峡工程对四大家鱼典型产卵场环境影响分析

以四大家鱼产卵场所—宜昌江段为例,采用河道平面二维水流泥沙数学模型计算分析了三峡工程运行对宜昌江段河床冲淤和水流特性(包括水位及流速流态)等水沙环境变化的影响。研究表明,三峡工程运行初期,宜昌江段水位、流速、河床边界等水沙环境变化不大,对四大家鱼的繁育影响较小;三峡工程运行2~3 a后,下游河床冲淤基本达到平衡。     

鄂北地区水资源配置工程夹河套段倒虹吸防护研究

针对鄂北地区水资源配置工程的唐白河夹河套段倒虹吸工程防护问题,建立了唐河、白河一维及夹河套区域二维水动力学耦合模型,综合考虑溃堤和漫堤等多种极端不利因素,计算分析了不同设计洪水标准下唐河和白河堤防溃决、漫溢等条件下的洪水影响范围及程度。选择最不利方案进行了无防护和有防护等不同情况下的物理模型冲刷试验,研究溃漫堤洪水对工程线路的冲刷影响。数学模型计算成果表明:溃堤洪水大流速主要分布在溃口附近区域,溃口位于工程线路附近时对工程的冲刷影响较严重。综合数学模型计算和物理模型试验结果,根据格栅石笼的冲刷变形程度及范围、冲刷坑范围及抗冲流速影响范围,确定了工程沿线不同的防护等级与范围,为夹河套倒虹吸工程防护方案设计提供支撑和依据。     

钱塘江九溪堤线优化对防洪御潮影响

杭州城西南排通道工程出口拟布置在钱塘江九溪岸段,为研究九溪岸段堤线优化对钱塘江防洪、御潮等功能的影响,采用平面二维数学模型,模拟工程实施后钱塘江百年一遇大潮、百年一遇洪水期间沿线的壅水高度、流速变化等情况。数值计算结果表明:当钱塘江遭遇百年一遇大潮时,工程区北岸堤前水位壅高相对明显,最大可达0.05 m,南岸的水位壅高影响小于0.01 m,南岸流速增加2%左右,上下游岸段堤前水域流速变化不大;当钱塘江遭遇百年一遇洪水时,工程河段局部范围内水位壅高0.02 m左右,下游相邻岸段堤前流速增加1%～2%,南岸浦沿排灌站岸段流速增加2%～3%,珊瑚沙水库围堤前沿流速影响较小。总体上,九溪岸段堤线优化对钱塘江防洪、御潮影响较小,对区域内地铁6号线、之江大桥、钱塘江大桥等涉水工程基本无影响。     

MIKE21模型在某大桥洪水影响分析中的应用

MIKE21模型是丹麦DHI公司开发,是一个专业的工程软件包,广泛用于河流、湖泊、河口、海洋等环境的平面二维水流模拟分析,已经成为中大型涉水工程洪水影响评价的一个重要工具。采用MIKE21模型对某大型桥梁穿越某江工程进行数值模拟并分析建桥前后水位、流速变化,与经验公式法对比表明,MIKE21能够全面精确地分析出水位、流速等变化及分布情况,可为洪水影响分析提供可靠技术保障。     

长江老海坝抛石护岸工程对河势的影响研究

为研究洪水期抛石护岸工程对河势的影响,采用MIKE21平面二维水沙数学模型,对长江老海坝有无抛石护岸工程两种工况下的水流特性和深泓线的变化进行对比分析。结果表明,工程对抛石护岸区附近的水流特性影响较大,距近岸起点越远,断面水位和平均流速变化越小。抛石护岸工程区距近岸起点0~600 m范围内水位壅高明显,最大壅高0.028 m,0~400 m范围内断面平均流速明显减小,最大减小0.2 m/s。工程后,澄通河段区域水位及流速变化不大,深泓线总体走势不变,深泓摆动不大,在浏海沙水道深泓有所左移,有利于局部河势稳定。     

二维数值模拟在泵站通航评价中的应用

武汉市经济技术开发区东湖低排泵站工程是武汉市中心城区东湖排区排涝体系建设的重要组成部分。泵站排水口直接排水入江,增加下泄流量、产生横流,对航道水流条件有不利影响。建立了泵站二维数学模型,概化模型结构,结合泵站水流入汇和泵站自身水工结构阻水两方面因素分析拟建工程对航道条件的影响大小。模拟结果表明,工程兴建后20年一遇洪水条件下水位、流速变化范围在洪水期航道边界外,对航道条件影响小。     

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。