三峡水库蓄水运行后荆江河道特性变化研究

由于三峡水库的蓄水运行、上游建库和水土保持工程的逐步实施,三峡水库入库泥沙量和出库泥沙量均出现大幅减少,坝下游河道将在较长时期内产生较大幅度的沿程冲刷,荆江河段首当其冲。根据三峡水库蓄水运行后荆江河段实测资料,分析了荆江河道特性变化情况,并结合数学模型计算成果,从河型、河势和河床形态等方面对荆江河道特性变化趋势进行了预估。研究结果表明:三峡水库蓄水运行后,荆江河段河道特性总体不会有重大改变,但各河段河势将在长时期内有不同程度的调整,河势调整过程中相应岸段崩岸在所难免。为保障荆江的防洪安全,维护健康长江,促进人水和谐,针对本河段河道特性的变化情况,提出了应对建议和措施。

湘江橘子洲综合治理对防洪及环境影响研究

采用河势分析和实体模型试验相结合的方法,研究论证了橘子洲综合治理工程对河段河势、防洪及重要涉水建筑物等方面可能产生的影响,并就治理工程对环境的影响进行了分析。研究结果表明,工程兴建有利于洲、水、城市相互融合,易形成良好的区域生态环境,但对附近河段防洪水位、汊道分流比、湘江一桥桥墩局部冲刷会带来一定不利影响。为维护湘江的健康,针对不利影响产生的原因,对治理方案提出了优化改进措施,为工程决策和设计提供了参考依据。

水工实体模型变态问题研究现状与展望

河工模型作为一种研究手段,已成为解决各种水利工程问题普遍公认的一种有效工具。为了解实体模型变态问题研究现状,在几何变态、时间变态对水流和泥沙运动的影响成果及变率允许值的确定方法上进行了评述,现有研究成果不尽一致,对同一问题的解决途径或改进措施也各抒己见,仍没有统一的标准和方法。最后,对变态模型模拟实践中亟待解决的问题进行了展望,有待今后深入研究。

悬移质泥沙运动相似条件探讨

根据紊流扩散理论所得的三维非恒定悬移质泥沙运动方程,利用相似理论,对悬移质泥沙悬移相似条件进行了初步探讨,结果表明,悬浮相似条件和沉降相似条件相同。众多学者之所以推导出与此条件不相容的悬浮相似条件,问题的关键在于泥沙紊动扩散系数比尺αεSy的求解中,引用了摩阻流速、对数流速分布和卡门常数比尺这3个在变态模型中互不相容的等式条件。

模糊统计聚类理论在崩岸问题中的应用研究

为定量分析岸坡发生崩岸的危险程度,采用模糊统计聚类理论,建立了以岸坡安全程度为聚类标准的隶属函数,并以石首河段为例对岸坡进行了聚类判别。聚类结果表明,北门口河段岸坡的安全程度小于其它河段,该河段的频繁崩岸验证了结果的正确性,同时也说明了模糊统计聚类理论适合于崩岸问题的研究。此外,通过模型的自动调节作用,可正确划分各类别域值,并对初始聚类不符合的样本调整归入正确类别,消除人为主观因素造成的不利影响,使分析结果更符合实际。

淤泥质岸坡破坏模式及治理实践

地质勘测资料表明,长江中下游地区岸坡局部地段,特别是洞庭湖和鄱阳湖区,普遍发育有淤泥质土,遇水容易饱和,一般接近或大于液限,承载力很低,易形成软弱基面,影响岸坡的稳定。主要根据长江中下游护岸工程实践,总结了淤泥质引起的岸坡破坏的基本模式,对其引起岸坡破坏成因进行了分析,并针对不同岸坡破坏模式提出了具体的治理措施,为工程实践提供借鉴。

深圳河口潮汐模型变频生潮与量测控制系统

深圳河口潮汐模型量测控制系统由水位、流速、流量测量,加沙控制以及生潮控制设备组成。针对深圳河口潮汐模型水流的特性,系统设备采用了高性能的跟踪式光栅水位仪、光电旋浆智能流速仪以及智能水表流量计,采用循环管道加沙,还设计研制了一种基于变频调速技术的潮汐模拟系统。该模拟系统利用工控机与变频器间串口通讯,对试验过程远程控制,实时控制尾门的开启角度及运转速度,调节模型瞬时进出水量,达到准确模拟潮汐波的目的。在模型试验过程中,该测控系统精确度高,稳定性好,解决了可变溢流宽口门准确模拟潮汐的困难,使潮汐河工模型试验量测技术提高到一个新的水平。

荆江护岸工程水毁机理及加固对策研究

护岸工程可抑制守护侧河床的横向变形,稳定弯道水流在不同水文年洪枯水期顶冲部位的范围,但不能改变护岸近岸河床的纵向冲淤变化特性。三峡水库的蓄水运用将会引起长江中下游河道自上而下的沿程冲刷,一些坡度较陡或原守护薄弱地段将可能发生崩岸险情。荆江护岸工程段的加固应视不同地段的具体情况确定加固平面范围和控制坡度,宜选用块石、预制混凝土块、网模卵石复合材料等具有填筑还坡功效的材料、结构型式。

新型ADV流速仪在桥墩模型试验中的应用

为了精确进行流速测量,对在建的马鞍山长江大桥桥墩概化水槽模型试验采用了新型声学多普勒流速仪(ADV)测量。通过开展桥墩模型试验,进行桥址断面概化和岸坡概化,重点观测桥墩附近水流变化及河床变形情况,了解桥墩周围河床的冲刷深度、冲刷范围,为工程设计和防护措施提供依据。研究表明:由于新型ADV测量范围大、速度快,可以测量瞬态流速、平均流速以及三维脉动流速分布,是一种测量精度高、功能全的流速测量仪器,在水流运动研究中将会得到越来越广泛的应用。

长江镇扬河段河道演变及治理措施探讨

对长江中下游镇扬河段的水沙特征和演变特点作了归纳性概述,结合该河段各时期的治理情况,分析了河道现状及存在的主要问题。分析表明,近年来镇扬河段总体河势基本稳定,局部仍存在许多不稳定因素。主要表现为:仪征水道主流贴岸冲刷、世业洲左汊发展速率加快、和畅洲左汊持续发展而导致岸线崩塌、右汊萎缩淤积,特别是和畅洲南缘边滩淤宽以及征润洲尾淤积下延等。在此基础上,为达到较好控制全河段河势的目标,提出了相应的河道治理方案及相应工程措施。

外贴式超声波流量计的测量与在线校准

针对众多新型流量计的广泛应用和水量计量流量计难以离线送检的难题,通过考察国内外流量计在线校准方法与研究现状,在选定的河工模型供水管道以及流量标准装置上采用外贴式超声波流量计,并开展了测试研究。同时,介绍了试验方案以及实流在线校准的技术要求、测量过程与误差计算。结果表明,采用外贴式超声波流量测量计在线校准的误差可控制在0.5%～1%,且重复性好,是合适的流量检测设备。研究成果可为水利行业有效开展管道流量计在线校准提供技术参考。

电厂取、排水工程相关泥沙问题研究

通过总结近年来长江沿岸电厂取、排水口工程的模型试验研究成果,并以某电厂为例,指出了电厂取、排水工程应考虑的主要泥沙问题,即取、排水河段的河势、取水工程头部河底高程变化、取水口含沙量、临界不淤流速、泥沙起动流速等。为保证电厂安全、可靠、经济运行,提出了相应的工程措施:顺应河势选择取排水工程的合适位置,根据模型冲淤试验成果调整取排水口高程,采取适当的引水防沙措施和优化运行方式,提出管道内的临界不淤流速和起动流速等。

涉河工程群对防洪的累积影响研究

采用河道天然实测资料和实体模型试验相结合的方法,通过对长江下游镇扬河段的世业洲汊道段的研究,探讨了长江群体岸线开发利用对河段防洪累积影响.在对河道原型近20 a水位分析的基础上,比较了同一观测站在近、远期2个不同阶段长江相同流量下的水位变化.结果表明,天然实测资料分析与模型试验得出的结论相近,涉河工程群对防洪的累积影响程度在同一个数量级别.各类涉水工程对河段整体水位的累积影响不是单个涉水工程影响的简单叠加.涉河工程群对防洪水位抬高影响的梯度,在长江来水量为多年平均流量及以下时较小(一般为3～5 cm),在长江来水量大于平滩流量和多年洪峰平均流量时明显增大(一般为10～15 cm).

长江下游马鞍山河段河道治理初步研究

归纳总结了长江马鞍山河段基本情况、近期河道演变特点和河道治理概况;根据现有河势条件及近年崩岸险情,分析指出了目前本河段存在的主要问题;结合河道治理规划情况,探讨了下一步河道治理措施。研究认为:河势调整工程是该河段整治的关键,重点是通过数学模型和河工模型试验研究提出河势调整工程方案;主要是在左岸新河口一带布置导流工程和上下何家洲及心滩串沟封堵并岸工程,并辅以江心洲尾的何家洲尾挖槽工程。鉴于整治工程的紧迫性和时效性,建议相关部门尽快开展相关前期工作,为整治工程早日实施创造条件,进而实现该河段河势的稳定。

模型几何变态对弯道悬移质泥沙冲淤变形影响试验研究

选择变率e=1,2,4,6,8,10的系列弯道概化模型,采用相似的水沙条件进行动床模型试验,根据各变率模型试验成果与正态模型对比,研究模型几何变态对弯道悬移质泥沙运动引起的冲淤变形的影响,并分析其影响因素,为河工模型的试验研究和生产实践提供借鉴。研究结果表明,悬移质泥沙运动相似性与模型变率成反比,与宽深比和弯道曲率半径成正比;当模型变率不大于4、宽深比不小于6.3时,河床变形与正态模型基本相似,反之,则相似性较差;就满足弯曲河道悬移质泥沙冲淤变形相似性而言,模型几何变率不大于4为宜;在同变率条件下,河床变形的偏离程度,弯道段大于顺直段,弯道凸岸模拟采用动凸岸比定凸岸河床变形更为相似。

长江中下游干流河道管理规划若干问题探讨

长江中下游河道管理是流域综合管理的重要组成部分。在分析了目前长江中下游河道管理中挤占河道、无序开发、污水排放控制不严等现状的基础上,对长江河道管理体制、执法监督、管理能力等存在的问题进行了探讨。阐述了长江河道法律法规建设、管理体制与机制的近期和远期规划,提出:在河道管理中要做到执法有章可循;在管理能力建设方面,要全面开展河道综合信息化建设等具体应对措施,为规范江河水资源利用、河道治理与开发、保障防洪安全等提供技术保证。

土工格栅石垫及软体排在长江防洪堤中的应用

为促进新材料、新工艺的推广使用,在荆江防洪工程中,采用了土工格栅石垫护坡和混凝土软体排护脚,两种工艺的使用,在长江防洪工程实践中尚属首例。为总结经验,全面掌握两种工艺在大江大河中的防护效果,在介绍其设计和施工情况的基础上,结合水槽试验成果,对两种工艺在大江大河中的防护综合效果和适用条件进行了探讨。结果表明:土工格栅石垫护坡的整体性和柔动性使其适应坡面变形能力强,渗透性好,有利于植物生长,生态效果好,符合"建设健康长江,促进人水和谐"的治江理念;混凝土软体排护脚既具有整体性和柔性,能适应一定河床变形,又具有反滤防冲、造价较低、施工技术成熟等优点,缺点是需专用施工船沉放,不适宜复杂地形、已有块石岸段和港口码头江岸的防护。

三峡水库蓄水后铜陵河段演变特点及趋势分析

长江下游铜陵河段为典型的鹅头型多汊河道,通过对三峡水库蓄水前后该河段水沙特性、深泓线、平面形态和断面冲淤变化的分析,结论表明,受三峡水库运行和上游水土保持工程的影响,该河段上游的大通站来沙量大幅减少,河段内各汊道发生相应的调整。其中成德洲右汊和南夹江汊道冲刷发展,成德洲左汊进口有所淤积,造成成德洲右汊和南夹江汊道分流比逐渐增大,对南夹江的防洪造成不利影响。建议采取适当的治理措施,防止河势向不利防洪和航运方向进一步发展。

长江流域平原地区中小河流特点及治理对策探讨

长江流域内河流的治理,以往主要针对大江大河,从未对中小河流进行过大规模的治理,而且在河流治理方面过去只侧重于防洪安全,还没有对中小河流治理过程中生态、环境等综合影响开展过系统研究。通过对长江流域平原地区中小河流的现状和治理情况进行调查、分析,提出了治理中的几个关键技术问题,并对治理方法和原则进行了积极的探讨,可为长江流域平原地区中小河流治理新模式提供技术支撑。

新型在线泥沙粒度与含沙量测控系统设计

为了实现河工模型试验中泥沙粒度级配的在线实时测量与含沙量控制,设计了新型在线泥沙粒度与含沙量自动测量控制系统。采用了在线湿法超声波粒度分析仪(OUPS),并结合新型潜水排污泵等先进辅助设备,构成了两种泥沙自动控制系统,即"OPUS及循环管道含沙量自动控制系统"和"OPUS及螺杆泵含沙量自动控制系统"。简要介绍了在线超声波粒度分析仪的测量原理与性能,以及自动测量控制系统的测控原理与设计要点,为河工模型提供了先进的泥沙颗粒分析与含沙量自动量测控制试验平台。