浅析天门山对其上下游江段水沙影响

天门山位于长江芜湖段与马鞍山段之间,形如丁坝,对其上下游河段水沙条件产生了不同的影响。本文分析认为天门山对上游河段产生壅水作用,致使水流流速减小,挟沙力降低,导致上游泥沙易于淤积,同时其地形也会产生滞洪作用,对上游河段弊大于利;因束窄河床,使下游航道进口段流速增大,利于冲刷航槽,有天然疏浚作用,而且对洪水导流可产生积极影响,对下游河段利大于弊。     

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。     

城市内河行洪方案探讨

文章以天府新区华阳段锦江改造为例,通过对河道宽度、河床比降调整比选,分析了在适应宽度束窄现状的条件下,工程方案对洪水位、流速和床沙的影响。综合考虑防洪要求与工程实际,提出了河道治理优化方案:在河道宽度、上下游河道高程限定的情况下,通过调缓河床比降,提高拟建工程段水深,利用工程河段局部地坪高程可满足调缓后的河道行洪要求,通过跌坎消减上游段可能的壅水影响,满足全河段较高防洪标准的行洪要求。     

黄河万家寨水库上游段水动力特性研究

为深入研究万家寨水库上游河段冰期的冰情特征与演变规律,并为该河段的防凌减灾工作提供科学依据,依据实测的水位、流量、河道地形资料,通过HEC-RAS软件建立黄河干流万家寨水库上游坝址至头道拐段的水动力模型,模拟研究河段2013年4月—2014年3月的水动力变化过程,探究各典型时期水动力参数的时空分布特性。结果表明:(1)基于实测水位数据对模拟结果进行对比验证,模拟水位与实测水位的相对误差13%,吻合度较高,可以较好地模拟研究河段的水力要素随时间、空间的演变过程。(2)研究区域枯水期、汛期、流凌期、开河期模拟水位空间分布存在差异性。结合流量特征分析,各典型时期上下游河段的水位差与流量呈正相关关系。(3)通过分析各典型断面处的水深和流速变化过程,曹家湾河段在冰期易卡冰结坝、诱发冰凌灾害的主要原因为:该河段过水断面相对较小且水流经过此处流速明显降低。     

滑坡堰塞湖溃坝波影响因素分析

滑坡堰塞湖坝体随着上游水位的不断上升极易失稳。基于流体计算软件Fluent,对水体在重力作用下的塌落及演进过程进行数值模拟,分析溃坝洪水在下游河道传播过程中的影响因素,结果表明:上下游水深比、下游河道坡降及弯曲程度均对溃坝洪水的推进速度、波形及流量产生影响。水深比比较小时,下游洪水推进较快;下游河道坡降越大,洪水推进速度越快,流量越大;下游河道弯曲度≥0.25时,溃坝洪水受影响比较明显,波前传播速度减缓,能量耗散增大。     

二维非恒定流数学模型在赣江河流治导线研究中的应用

为了给赣江河流治导线研究提供科学的决策依据,以赣江吉安水文站至峡江坝址河段为例,采用二维非恒定流数学模型研究了河道洪水特性,获得研究区域内全河段水位、水深、流场和水流动力轴线等信息,根据不同时刻的二维模型计算结果得到洪水淹没范围,并结合河湾形态及水流动力轴线弯曲半径确定了迎流顶冲河段。研究结果表明:计算河段的水位变幅沿河道总体趋势从上游至下游逐渐增大,下游峡江坝址附近水位变幅约为2m,上游吉安水文站处水位变幅约1.4m,各断面洪峰流量从上游至下游依次出现,上、下游最大流量出现时间相差约10h;受河道两岸圩堤、山体、高地等条件控制,洪水基本被约束在河道内,部分低洼、平坦地区洪水淹没范围较广。依据研究结果,在研究区域内确定了7处迎流顶冲段的位置和范围。     

黄河大柳树河段水情实测结果分析

对黄河大柳树河段19个典型代表断面的流速、水深分布等情况进行了分析。结果表明:1大柳树河段各断面水位从上游至下游呈下降趋势,相对窄深的断面水流相对湍急,相对宽浅的断面水流相对平稳,天然弯道河段的河床变化符合凹岸冲刷、凸岸淤积的水沙基本运移规律;2大柳树河段河面相对狭小,水流相对湍急,部分河段的平均流速可达2m/s;3大柳树河段弯道上的流速分布符合自由涡和强迫涡定律,断面流速与水深基本保持正相关关系,且弯道入口处靠近凸岸的水深相对较深,流速也较大,当弯道中心角较大时平均流速的最大值逐渐由凸岸向凹岸转移。     

滩地种树对窄滩复式河道水动力特性的影响研究

该研究建立了室内水槽概化模型,模拟珠江三角洲典型窄滩复式河道。通过有植被和无植被条件下滩地的水动力特性对比,定性分析滩地有无种树对窄滩复式河道水动力特性的影响。结果表明:受种树影响,种树带进口处水位显著壅高,以此建立经验公式,可用于估算河道种树所引起的上游水位最大壅高量值,从而获得滩地种树对行洪的影响。种树后,水流发生归槽现象,滩地流速、流量沿程减小并最终趋于稳定,主槽流速增大;当滩地水深较大时,受种树带对过水断面的束窄作用,主槽流速在进入种树带后急剧增大,流速的增大有可能引起主槽冲刷增强,加剧河床下切侵蚀。该研究成果不仅能加深对河漫滩水力学的理论认识,同时可为以珠江三角洲为代表的窄滩复式断面河道种树规划设计提供技术依据。     

甬江感潮河流上下游码头群对河道行洪的联合影响

为分析甬江上下游码头群对河道行洪的联合影响,基于Delft3D数学模型开展了典型潮洪条件下甬江上下游不同码头群对河道水流特性的影响研究,结果表明:单段码头群位置距河口越远,或码头分布越密集,引起的水位壅高程度越大;在不同码头群共同产生壅水影响的区域,全河段码头群引起的河道洪水位变化比各码头群单独影响时增大,在不同码头群产生水位壅高和降低影响的河段,全河段码头群作用下水位影响部分相抵,但由于降低幅度小于壅高幅度,河道洪水位变化仍呈增大状态;码头群工程局部流速减少区域和外侧河道流速增加区域均呈带状分布,全河段码头群联合作用加剧了单段码头群引起的河道流速的变化且流速减小程度较流速增加程度大。     

二维浅水波方程在河道演变分析计算中的应用研究

本文基于非结构三角网格构建河道二维浅水波方程,以辽宁东部河段为研究区域,并利用区域实测水位和流速数据对模型进行验证,通过设置不同边界条件模拟分析河道演变过程。研究结果表明:二维浅水波方程可实现河道流态沿程分布的数值模拟,模型模拟的断面水位和平均流速与实测值之间的拟合系数分别达到0.62和0.65以上,具有较好的拟合度;随着上边界条件流量加大,其河流流速分布较为均匀,流速受地形影响较少,河势比较平稳;从20世纪80年代到2010年代,研究河段受地形束窄影响,同一水位下河道的过水能力沿纵深方向逐渐减小。     

箱形涵洞对河床水沙特性影响的试验研究

以漳河的穿河涵洞为对象,采用物理模型的方法,就3年一遇和50年一遇洪水工况时箱形涵洞所在河道的沿程水位、上下游各断面流速及其下游河床局部冲淤变形等问题进行了试验观测,探讨了箱形涵洞对河床水沙特性的影响。试验表明:在3年一遇和50年一遇洪水工况下,箱形涵洞对上游河床的壅水较少,最大壅水高度分别为0.57m和0.3m;涵洞上游各断面的平均流速较无涵洞时有所减小,且断面横向流速分布曲线更平坦。在迎水面出现了河中心流速较左右岸流速大的现象;在涵洞下游较远的CS8断面的平均流速分别为1.8m/s和3.7m/s,与无涵洞时相差不大;在3年一遇洪水工况下,箱形涵洞洞后能形成Fr=4.52的稳定水跃,使得箱形涵洞下游CS6断面的河床局部冲刷较少,其平均冲刷深度约为0.5m。由此可见,箱形涵洞具有较优的水力条件。     

多孔拦河闸的水力特性研究

为了研究拦河闸的水力特性,针对某拦污工程,通过1∶70整体水工模型试验,对各工况下拦河闸的流态、流速、流量和冲刷等水力学参数进行对比分析,得出流量系数、冲坑范围和深度及上游水位壅水高度,对多孔拦河闸的泄洪能力、消能防冲和上游淹没进行验证,进而对原方案运行方式、电站船闸处导墙长度进行优化设计并提出合理的建议。优化结果表明:拦河闸进水平顺,水面光滑衔接,流速分布合理,流量满足要求;下游流态良好,冲坑深度和冲坑下游坡度满足要求;上游淹没范围满足要求。该研究可对类似工程理论分析及设计提供参考价值。     

瀑布沟水电站截流水流数学模型研究

在江河截流过程中,随着戗堤的移动,龙口处河床及河岸边界条件不断变化,给截流设计中的水力计算带来了很大困难。以瀑布沟水电站为研究对象,通过经过验证的数学模型计算,获得了截流期间设计流量Q=1 000m3/s,龙口宽度发生变化时,坝区附近研究水域内流态的变化情况,得到了不同口门宽下龙口附近的水力参数,包括断面平均流速、断面平均水位、垂线平均流速等。计算结果与物理模型试验结果的比较表明:二维水流数学模型计算龙口处的平均流速、戗堤上下游水位落差、龙中最大流速等结果与试验值较接近,可为水电站的安全截流施工提供技术支持。     

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。     

旁侧入流对绕体流动与河床冲淤变形的影响

采用复合模型技术,以南水北调中线穿七里河倒虹吸工程为例,研究了旁侧入流对绕体流动特性与河床冲淤变形的影响。研究成果表明：工程实施后,如无旁侧入流,裹头上游水位将有所壅高,流速略有降低,工程断面流速有所增加;增加旁侧入流后,受旁侧入流顶托作用,裹头上游的水位壅高值将显著增加,工程附近局部区域内流速也将发生较大的变化。同时考虑旁侧入流与来流非恒定效应的冲刷试验成果表明：裹头附近的河床冲刷深度在涨水期持续增加,并在洪峰时刻附近达到最大值,但在退水期则略有回淤,相对回淤高度与洪水峰型系数有关,峰型系数越大,相对回淤高度也越大。     

Possibilities and challenges of expanding dimensions of waterway downstream of Three Gorges Dam

The waterway in the middle and lower reaches of the Yangtze River has long been known as the Golden Waterway and has served as an important link in the construction of the Yangtze River Economic Belt.Therefore,expanding its dimensions is a significant goal,particularly given the long-range cumulative erosion occurring downstream of the Three Gorges Dam(TGD),which has been concentrated in the dry river channel.With the regulation of the volume from upstream reservoirs and the TGD,the minimum discharge and water level of the river downstream are increasing,and creating favorable conditions for the increase of the depth of the waterway.The discharge compensation effect during the dry season offsets the decline in the water level of the river channel caused by the down-cutting of part of the riverbed,but the minimum navigable water level of the segment near the dam still shows a declining trend.In recent years,several waterway remediation projects have been implemented in the downstream reaches of the TGD and although the waterway depth and width have been increased,the channel dimensions are still insufficient in the Yichang-Anqing reach(with a total length of 1026 km),as compared to the upstream reservoir area and the deep water channel in the downstream tidal reaches.A comprehensive analysis of the water depth and the number and length of shoals in the waterway indicates that its dimensions can be increased to 4.5 m x 200 m and 6.0 m x 200 m in the Yichang-Wuhan and Wuhan-Anqing reaches,respectively.This is also feasible given the remediation technologies currently available,but remediation projects need to be coordinated with those for flood prevention and ecological protection.     

河南黄河当前防洪形势

近十几年,由于黄河上中淤自然条件及水利工程等因素的影响,黄河下游的水沙条件有较大的变化,年长流量及年输沙星均大幅度减少,使得河南河段河道主槽严重淤积;     

黑龙江上游开江期河道特征对流冰速度的影响

为探究黑龙江上游江段开江期流冰速度沿程变化规律和运移过程，通过抛投微型冰浮标定位器进行流冰追 踪试验，分析黑龙江干流开江期流冰速度分布特征及河道形态对流冰速度的影响规律。结果表明：2019 年开江期 距黑龙江干流源头 69~692?km 河段流冰速度分布为 0.79~3.56?m/s，平均速度为 1.65?m/s，流冰速度与河道宽度、河 道弯曲系数呈负相关关系；在弯曲河段、江心岛河段和弯曲分汊型河段流冰速度降低趋势明显，且河道特征对流 冰速度的影响依次减弱。流冰速度沿程分布规律可为冰坝预测及预防凌汛灾害提供数据支持，研究成果对寒区 河流治理具有十分重要的意义。