长洲水利枢纽整体水工模型相似性分析

模型相似性论证是特大型水利枢纽整体水工模型试验研究中的重要内容之一,由于长洲水利枢纽河势受上、下游边界条件的约束,要求整体正态模型的范围很大,因此需对模型进行相似性的论证,即比对原型实测的水位、流速大小及分布、三江流量分流实测资料等,检验模型与原型河道的相似性,确保模型试验的精度。

红河南沙水电站溢流坝消能防冲设计

结合云南红河南沙水电站工程的特点,针对该工程窄河谷、深覆盖层、大单宽流量、深尾水、低Froude数泄洪的消能问题进行了多种方案的分析计算与比较,并对模型试验结果进行了详细分析和阐述,最终选定Y型宽尾墩联合戽式消力池消能方案。

折板跌落式竖井设计约束条件研究

结合国内深层隧道排水工程-广州市东濠涌深层排水隧道,通过物理模型试验探讨了不同折板间距情况下折板竖井消能规律,并根据竖井中水流在折板间需满足的过流能力及充分消能的约束条件,研究了折板竖井消能的最大过流流量及稳定消能边界,提出了折板竖井设计应同时满足的约束条件以及折板通气孔的推荐位置。研究表明,在折板间距与折板宽度的比值小于0.408时,约束条件只有最大过流能力;当比值大于0.408时,只需考虑充分消能的约束条件。

广州流溪河鱼类资源调查研究

流溪河是流经广州市主要河流之一,是重要的淡水鱼类基地,也是国家级光倒刺鲃水产种质资源保护区。但是随着拦河闸坝的修建,阻隔了鱼类溯河洄游通道,给鱼类产卵繁殖造成一定影响。为了保护流溪河的生物多样性及全面了解该河鱼类资源现状,于2013年利用捕获的方式并结合市场调查,对流溪河进行了鱼类资源调研,共见到29种鱼,而2010年的本底调查有78种鱼类,说明近50种鱼类资源量较少,上中下游种群差别巨大,鱼类小型化,难于满足流溪河生态的需要;现场调查数据说明,流溪河鱼类群落恢复,需要自下而上去解决鱼道问题。本次调研,为该河修建鱼道等过鱼建筑物提供了科学依据。

降低桥墩壅水的优化试验研究

桥墩型式对墩前壅水高度影响较大。为优化涉水桥梁工程设计方案,降低桥墩壅水对河道防洪的影响,通过建立宽水槽模型,对不同桥墩型式所引起的墩前壅水高度进行了测试和分析。结果表明,桥墩的最优侧面曲线特征参数b＇/L为0.071~0.083;方墩、流线墩和双圆墩3种墩型的优势夹角不同,桥墩轴线与水流夹角小于36°时,流线墩壅水最小,大于36°时双圆墩壅水最小。

流溪河水厂坝丹尼尔式鱼道运行效果初探

为检验流溪河水厂坝建立的丹尼尔式鱼道试点工程效果,在2015-2016年鱼道主要过鱼时段4-10月,利用张网法逐日监测。结果显示,鱼道取样共采集鱼类906尾,隶属于3目、8科、32属、34种,体长范围5～74cm,优势种为尼罗罗非鱼(Tilapia niloticus)(数量比51.10%)、歺又鱼(Hemiculter leucisculus)(16.23%)、唇鱼骨(Hemibarbus labeo)(8.17%)、银鮈(Squalidus argentatus)(6.73%)、东方墨头鱼(Garra orientalis)(1.55%),以定居型鱼类为主,未见河口洄游性鱼类。水温与上游水位是影响鱼类种类时间分布的主要环境因素。聚类分析表明,6月过鱼群体的种类和数量独成一类,与其他月份鱼类群体最不相似。虽然Shannon多样性指数在5月和6月分别为2.068和1.719,但总体偏低(1.451±0.535),而Margalef丰富度指数差别较小,表明不同鱼类对鱼道入口的感应存在种间差异,推测是由工程全段翻滚闸门下泄水流导致鱼道入口不易发现所致。研究表明,丹尼尔式鱼道试点工程效果较好,为该河段的绝大部分鱼类提供了上溯通道,对流溪河构建整体过鱼设施体系起到了良好的示范作用,有助于流溪河生态系统的健康与恢复。

排桩整流技术内涵及应用

针对船闸下游引航道口门区横向流速超标问题,分析多种导流建筑物削弱口门区回流的机理,提出运用排桩调整水流流态的技术,并将排桩的概念进行延拓,涵盖以往多种导流建筑形式。结合物理模型试验,将排桩技术运用于大藤峡枢纽船闸下游引航道口门区水流条件改善中。成果表明:采用LD为1.0的排桩整流能降低口门区回流流速。

涉水建筑物阻水叠加规律研究

为研究涉水建筑物阻水叠加规律,采用物理模型试验的手段,开展不同水流条件下,不同桥梁间距及码头群布置形式下,涉水工程叠加所引起的水位壅高值变化规律。通过试验结果分析,桥梁间距在120~300 m范围内出现较为明显的水位壅高叠加效应,由2座桥梁阻水叠加引起的上游水位壅高值是单座桥梁上游水位壅高值的1.8~1.9倍,平均为1.85倍;由2座码头阻水叠加引起的上游水位壅高值是单座码头的1.93倍,上游水位壅高最大值出现在码头间距为250 m位置处,上下游码头外沿平齐时,上游局部水位壅高增加倍比在0.9倍左右,下游码头外凸0.5 B、B、1.5 B时,水位壅高增加倍比分别为1.1、1.8、2.7倍左右,码头阻水叠加影响更为明显。

鳙幼鱼下行过坝的水力导鱼栅实验

分析不同叶片角和布置角下导鱼栅的导鱼效果,获取最优的导鱼栅布置方式,为下行过鱼设施设计提供理论依据及参考。以鳙(Aristichthys nobilis)幼鱼为研究对象,通过设置导鱼栅布置角度(15°、30°、45°)和叶片角度(15°、30°、45°、90°),在室内开展模型实验,分析鳙从导鱼旁路下行(引导成功)和从导鱼栅叶片间隙下行(引导失败)的通过率,确定最优运行工况。结果表明:在所有工况下,实验鱼均出现了顶流现象,但顶流率均小于50%;导鱼栅布置角和叶片角同为30°时,辅助鱼类下行的成功率最高,达95%;其他工况下,成功率均低于75%。导鱼栅附近的水力条件表明,流速沿着导鱼栅方向呈现波浪线上升,紊动能分布总体呈现先上升后下降的趋势,紊动能范围为0~0.0032 m^(2)/s^(2)。

珠江河口大型涉水工程方案优化研究——以港珠澳大桥工程为例

受径流、潮流及口外环流等影响,珠江河口区动力环境极为复杂,在复合滩槽结构普遍、水流动力空间差异大的珠江河口,如何控制河口涉水工程的防洪影响,优化工程建设方案是强化河口管理,保障河口地区防洪安全的迫切要求,也是项目建设急需解决的技术难题。以珠江河口特大型涉水工程—港珠澳大桥工程为例,从减轻防洪影响的角度,探讨了涉水工程方案优化方法。研究提出了河口涉水工程动力分区和防洪影响敏感水域区划,创建了基于防洪影响控制的涉水工程方案优化目标确定方法,提出了基于单宽流量概念的涉水工程阻水效应评估方法,研究为涉水工程布置和结构优化提供了技术支撑。

珠三角分汊河道险段形成机理及整治措施初探

珠江三角洲河网区河道受径流、潮汐动力双重作用,汊道分流随径流潮汐动力变化而变化,险段形成机理较单一河道复杂,传统治理方案易改变汊口两侧河道的分流比,影响整治效果。在分析了典型分汊险段附近河床演变特征的基础上,分析险段水动力特性,研究了其形成机理,并对各种整治防护措施进行对比试验。结果表明,模袋混凝土方案不改变汊道分流,不增加相邻河道泄流压力,且其整体性、适应性和高抗冲性避免了险段所在岸坡及河床的冲刷,可起到防护岸坡与堤脚的作用。该整治方案可为相关分汊河道险段治理提供借鉴。

大藤峡水利枢纽船闸上引航道口门区水流条件模型试验

建立大藤峡水利枢纽水工整体物理模型,对大藤峡水利枢纽船闸上游口门区布置方案进行试验验证,结合上游引航道口门区布置及附近地形分析,对工程方案进行优化,通过调整引航道中心线制动段弯道弧度和半径、调整口门区与上游主航道连接形式、增设导航墩和优化口门区附近区域地面高程等工程措施,使口门区的水流条件满足通航要求,并节省工程量。

南雄市宝江水库加固工程溢洪道模型试验优化研究

针对宝江水库进水口绕流、消力池水跃不对称、转弯段水面横向比降大和远驱水跃等不利的水流态,通过改变导墙形式、增加消力池池深等措施,有效改善水流流态,使溢洪道过流能力和下游流速分布满足设计要求。

感潮河网区分汊河道险段成因试验研究

针对珠江三角洲受径潮动力双重作用、感潮河网区分汊河道险段成因较单一河道复杂的问题,选择典型分汊型险段,以动床物理模型试验为研究手段,在分析险段近期河床演变规律的基础上,研究了不同水文条件下分汊河道险段水动力特性和冲淤变化规律,探讨了险段变化成因。结果表明,分汊河道险段所在弯道水流特性明显,主流贴岸,易产生近岸冲刷,加之近期大洪水频发,是造成险段冲刷加剧的主要原因,而近期汊点分流变化,险段所在主干分流增强,加剧了险段冲刷;此外,感潮河网区受涨潮动力影响,枯水期支汊涨潮流顶托主汊,汊口水流动力减弱,有利于减缓汊口段险段的冲刷。

河床下切对取水工程选址的影响研究

在人类活动和自然因素的综合作用下,珠江三角洲河床大幅度下切,对该地区取水工程选址影响显著。以拟建的番禺区生活垃圾综合处理厂取水口工程选址论证为例,该工程位于珠江三角洲上横沥水道左岸大岗镇,通过采用实测水文和地形资料分析、数学模型计算等方法,对上横沥水道河床演变规律及工程附近河段水流流态进行综合分析,从而为工程取水口的选址提供了依据,并提出了针对珠江三角洲河床下切现状取水口的选址原则,可为今后类似取水工程选址提供借鉴。

大隆水利枢纽溢洪道优化水工模型试验研究

通过建立大隆水利枢纽溢洪道水工物理模型,对溢洪道运行的水力特性和体形结构进行试验研究,优化了进水渠左导墙布置、控制段中墩形式和挑流鼻坎尺寸,使泄洪流态更平顺,水库调度运行更合理,满足消能防冲要求,减少溢洪道工程的工程量和造价.

涉水桥梁阻水比与上游水位壅高相关性研究

采用宽水槽物理模型概化试验方法,以珠江河口地区圆柱型桥墩为例,进行桥墩阻水特性研究,提出了涉水桥梁上游水位壅高与桥墩阻水比、河道流速的关系,并绘制了以阻水比和流速为坐标的上游水位等壅高线图,可为涉水桥梁工程规划建设提供参考。

倒虹吸双管道的水力特性试验研究

为研究倒虹吸双管道的过流能力、水头损失及水流特性,采用物理模型试验的手段,结合枝山排洪渠出口段连通工程,研究了各位置的水头损失及水流流态,并提出了降低水头损失的措施。结果表明倒虹吸顶入竖井长度能够显著增大该处的局部水头损失;两管道方向与上游方向有夹角时;两管道内易产生螺旋流且流量分配不等,通过优化方案降低了局部水头损害,提高了其过流能力。

人和地铁工程极限冲刷物理模型试验研究

广州市地铁三号线北延段在人和拦河坝下游穿越流溪河,通过对地铁隧道工程跨流溪河区段的水流流态和河床冲刷情况进行了分析,利用动床物理模型试验预测了冲坑深度。成果表明,试验工况下拦河坝下游洪水流速均在4 m/s以上,河床冲刷明显,使地铁隧道顶层裸露,需对隧道进行防护,拟定几种防护措施进行了比较分析并推荐了较优防护方案。

江门市合山水闸水工模型试验

通过物理模型试验从东西闸孔上下游水流流态、泄流能力、流量分配比、消能防冲、岸坡稳定分析、闸孔运行调度等方面对合山水闸除险加固工程设计方案进行验证与优化,为设计与工程管理提供相关技术参数,也为类似工程的设计提供经验参考。