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。     

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。     

透水丁坝关键设计参数的确定及研究动态

对坝头局部冲刷深度、壅水高度、下游回流长度及坝群合理间距等透水丁坝工程设计中需要解决的关键设计参数的确定方法进行了介绍,指出了透水丁坝工程设计中亟待解决的关键问题,建议:①综合考虑透水丁坝不同挑角等相关因素的影响, 给出完整的透水丁坝坝头局部冲刷深度的研究成果;②深入分析透水丁坝局部水头损失产生的原因,从理论上确定透水丁坝局部水头损失的计算公式,进而给出透水丁坝壅水高度计算公式;③应针对不同的透水率进行详细研究.     

水力插板透水式丁坝群减缓流速效果试验研究

水力插板透水丁坝是一种新型丁坝。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。先测定各丁坝坝前和坝后各5 cm横断面上测点的流速,再用每个测点的流速算出平均流速,通过对比横断面的平均流速来判断各丁坝群减缓流速的差异性,并详细分析和解释其减缓流速差异性产生的机理。研究发现：水力插板透水丁坝群和井柱桩透水丁坝群流速的减少率和减少量同实体丁坝群相比,分别提高了34%,23%和107%,84%。流速减缓会影响丁坝的局部冲刷和坝后淤积,再对各丁坝群附近的地形进行测量,并用surfer8.0绘制了各丁坝群附近的地形图。结果发现：实体丁坝群的局部冲刷情况最为严重,坝后淤积范围最小;水力插板透水丁坝群的局部冲刷情况最不严重,坝后淤积范围最大;井柱桩透水丁坝群的局部冲刷情况和坝后淤积范围介于两者之间。     

丁坝冲刷及整流桩防护措施研究

通过丁坝局部模型试验，进一步研究了丁坝冲刷机理。在此基础上，针对丁坝防护问题，提出了在丁坝坝体布议整流桩这样一种新型的防护措施。相应的模型试验结果表明，整流桩可有效改善丁坝坝头局部水流结构，进而使丁坝坝头冲刷坑深度减小，最大冲刷部位发生偏离，有利于丁坝的稳定。     

非淹没组合丁坝局部冲蚀规律的实验分析研究

文章根据实验情况介绍、工况及对应丁坝工作性征计算结果,对非淹没组合丁坝局部冲蚀规律进行实验分析。把握组合丁坝局部冲蚀规律,对组合丁坝设计和安全管理有重要参考和应用价值。文章依托渭河中段某非淹没组合丁坝护岸工程实用资料,以实验室比尺模型实验的方式,对非淹没组合丁坝局部冲蚀规律开展专题实验研究,分析组合丁坝工作特性,探讨其冲刷流性征,以为同类工程应用提供研究和技术参考。     

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。     

黄河宁夏青石河段丁坝间距研究

通过对丁坝防护弯道的效果分析,认为丁坝间距不仅会影响坝头的局部冲刷深度,而且会影响丁坝防护弯道的效果。据此,借助模型试验及理论研究成果,分析不同工程边界条件下施工期流量、整治流量及20 a一遇设防流量下的水流流态、局部冲刷和河势演变,并从丁坝间距与丁坝所在河段的位置有关的角度出发,分析了凹岸丁坝群的丁坝间距与丁坝坝长的关系。研究表明:1.1倍坝长丁坝间距和1.5倍坝长丁坝间距对水流流态、局部冲刷和河势演变的影响差别均较小,结合理论研究认为来流方向与坝迎水面的夹角为60°～75°的坝段,丁坝间距应优先采用1.1倍坝长;来流方向与坝迎水面的夹角为20°～30°的坝段,丁坝间距宜采用2.0～2.6倍坝长。     

漫水丁坝局部冲刷的研究

本文在试验观测的基础上,对缓流时漫水丁坝的水流结构及局部冲刷进行了分析研究。对局部冲刷的影响因素进行了分析。发现漫水丁坝局部冲刷深度主要与有效冲刷速度(U_0-U_s)/U_0及丁坝与水深的相对尺寸、丁坝挑角、泥沙的粒径与粒配等有关。并根据试验数据得出了既适用于漫水也适用于不漫水丁坝的局部冲刷深度计算公式。提出了值得进一步深入研究的有关问题。     

丁坝回流长度的变化

丁坝的回流长度是反映丁坝作用强度的重要指标．根据水槽试验数据和数学模型计算结果，分析了丁坝回流长度随丁坝附近河床发展过程的变化以及丁坝的相对回流长度与相对河宽的关系，随着丁坝局部冲刷坑的形成，丁坝回流长度明显减小，丁坝的相对回流长度随相对河宽的增大而减小。     

渝怀线锦江特大桥桥基冲刷分析

在分析锦和锦江特大桥建桥后河床天然冲刷与桥墩局部冲刷的基础上,针对坝前弯曲河段斜交桥渡的冲刷分析计算作了初步探讨,以作引玉．     

2-D NUMERICAL SIMULATION OF CRUSH BEDROCK RIVER

In this paper, the erosion-resisting coefficient was introduced to compute bed deformation in a crush bedrock river. In the case of crush bedrock, there has been no proper control equation to describe bed stability, which leads to difficulty in calculation of the bed deformation with conventional methods. The data from field survey were used to give the erosion-resisting capability with an appropriate coefficient. After the determination of longitudinal distribution expressed by polynomial regression and transversal distribution expressed by normal distribution function, the plane distribution of erosion-resisting coefficient in a crush bedrock river was obtained. With the computational results from a 2-D horizontal flow mathematical model, the erosion-resisting coefficient and controlling condition of local stability were employed to compute the values of bed deformation when riverbed is stable.The above method was applied in a case study, and the computational results of flow and bed deformations are in good agreement with physical model test data.     

ANALYSIS OF FRAZIL JAM DATA FROM HEQU REACH OF THE YELLOW RIVER

ＡＮＡＬＹＳＩＳＯＦＦＲＡＺＩＬＪＡＭＤＡＴＡＦＲＯＭＨＥＱＵＲＥＡＣＨＯＦＴＨＥＹＥＬＬＯＷＲＩＶＥＲＷａｎｇＤｅ－ｓｈｅｎｇ；ＳｈｅｎｇＨｕｎｇ－ｔａｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎ...     

长江彭泽马湖大堤崩岸形态的勘测分析

长江马湖在堤位于鄱最湖出口以下约４０ｋｍ的长江地岸，全长４．４７ｋｍ。保护着江西省彭泽县城，是长江干流重点堤防工程。１９９６年１月３日和８日，马湖大堤相继发生两起特大崩岸事件，造成重大伤亡，直接经济损失５０００余万元，引起国务院，省，地县体育场的高度关注。     

当卡水电站下游局部冲刷三维数值模拟研究

为预测闸坝下游局部冲刷坑形态和发展,基于Fluent动网格技术对当卡水电站下游局部冲刷进行了三维数值模拟。采用VOF水-气界面追踪方法来处理闸坝下游冲刷坑内复杂的自由液面,将床面瞬时剪切应力作为泥沙起动及运输的水动力学条件,计算出不同方向上床底泥沙单宽体积输沙率,以此为基础得到河床高程坐标的瞬时变化;采用改进的泥沙起动临界剪切应力计算公式,有效地避免了床面坡度接近泥沙休止角时造成的输沙率数值计算的异常;采用弹簧光顺模型及局部网格重构模型实现了闸坝下游局部冲刷坑的三维演化过程。通过分析对比冲刷坑最终形态表明,数值模拟值与模型试验实测值吻合良好,说明数学模型计算准确,结果可信。     

GRADIENTS IN THE BIOPHYSICAL STRUCTURE OF URBAN RIVERS AND THEIR ASSOCIATION WITH RIVER CHANNEL ENGINEERING

Urban rivers are often engineered to increase flood conveyance and stabilize channel size and position. This paper analyses habitat surveys of 180 urban river stretches of differing engineering type from four river basins (river Tame, West Midlands, UK; tributaries of the lower river Thames, UK; river Botic, Prague, Czech Republic; river Emscher, North‐Rhine Westphalia, Germany). Kruskal–Wallis tests identify significant differences in extent and/or frequency of flow types, bank and bed physical habitats, and vegetation characteristics associated with different styles of engineering. Principal Components Analysis identifies four key environmental gradients in the data set: sediment supply and retention; extent and diversity of in‐channel vegetation and riparian trees; bed and bank sediment calibre; flow type energy and complexity. These gradients discriminate stretches of differing planform, cross section and reinforcement and are significantly correlated with indices of degree and type of bank and bed reinforcement, pollution and presence of alien nuisance plant species. The analytical results illustrate statistically significant associations between different styles and levels of engineering intervention and the number and nature of physical habitats present in urban rivers. The results provide a basis for filtering sites for potential remedial measures prior to site‐specific surveys and modelling, for comparing sites and for tracking trajectories of change at sites that are subject to changes in channel engineering. They provide evidence that river condition and degree of engineering are not inversely related in a simple linear way, and that engineering of urban river channels, in the form of mixed, patchy reinforcement can contribute a great deal to habitat diversity where other controls on flow heterogeneity are more difficult to manipulate. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

扰动对明渠湍流结构及床面稳定性影响的实验研究

本文通过在水槽实验中采集的流速过程数据，定量地研究了沙纹阶段明渠水流在不同形式扰动作用下的湍流结构，以及湍流结构对泥沙运动和床面演化的影响。实验发现，扰动附近水流紊动大大增强，扰动促使局部泥沙在断面平均流速低于平床起动流速的情况下起动，并促使床面失稳形成沙纹。另外，不同的扰动形式、位置及尺度对泥沙运动以及床面稳定性的影响各不相同，实验中进行了深入的比较和分析。     

表孔分流坎挑流消能工在龙潭拱坝中的应用

龙潭高以曲拱坝表孔挑流泄洪，水头高，泄量大，河谷窄，溢流堰布置受坝体厚度限制，采用新型分流坎挑流消能工，使水流在空中扩散，碰撞，消能效果极佳，大大减轻了泄流对河床的冲刷破坏作用，在国内已建高薄拱坝泄洪中为首次建成运行。     

滦河承德河段防洪工程模型试验

采用河工模型试验,研究了滦河承德河段在两岸堤防工程及拦河坝工程修建前后,不同设计洪水的流场变化及河床变形状况。试验结果表明:堤防工程平面布置是合理的,设计的防冲措施可以抵御该处的局部冲刷,拦河坝工程降低了河床冲刷,工程防洪标准可以达到50年一遇。研究成果为该河段防洪工程设计提供了参考依据。     

洞庭湖响水坎跌水碍航险滩整治方法研究

响水坎跌水严重碍航,是洞庭湖区急待整治的重点滩险,类似滩险在国内外湖区中均极其少见。本文采用遥感地质分析方法与水动力演变分析方法分析洞庭湖草尾河响水坎滩险成因。分析结果表明:地层岩性与沉积厚度的突变、构造单元分布等地质因素是导致响水坎原始河床跌坎形成的内在原因;原始跌坎存在是出现跌水的前提,河湖边界及来水来沙变化是跌水存在的外在条件,水文组合决定了滩险是否碍航。在对跌水滩险形成原因正确认识的基础上,提出了采用超长距离变底坡加局部拓宽疏浚挖槽的航道整治方案,整治工程实施后的实测资料分析表明,整治是成功的。