武汉长江杨泗矶采砂对局部河道的影响分析

河砂的采挖活动改变了局部水流动力条件,破坏了天然情况下的泥沙冲淤平衡。为了有效掌握和控制采砂对局部河道的影响,以长江中游武汉河段神龙三厂二期吹填采砂项目为背景,研究了杨泗矶采砂对局部河道的影响。研究成果表明,杨泗矶采砂活动对局部河床地形、局部流场和床沙级配将带来一定的影响,但经过一段时期的河床自我调整,这种变化将会得到一定程度的恢复,对采砂区局部河道河势造成的影响有限。

基于MIKE软件的天然河道局部水头损失特性研究

天然河道渐扩段容易形成一种常见的分流形态,分流时易产生漩涡,会产生较大的水头损失,河道局部水头损失的计算对水利工程的设计有重要的指导意义。为此,基于MIKE软件数学模拟手段,模拟河道渐扩段的沿程水面线,研究了渐扩段的局部水头损失,结果表明:采用水动力学模型对渐扩段河道水流特性进行二维数值模拟得到的渐扩段沿程水面线与计算值吻合较好;MIKE软件可以有效地减少计算时间,极大地提高分析效率,研究结果可为河道渐扩段设计计算提供参考。

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。

基于SLAM技术的地下暗渠探测方法

地下暗渠探测是河涌治理工作的重难点,传统暗渠探测方法:管道潜望镜(QV)探测方法适用于快速探测暗渠走向,地质雷达探测适用于埋深较浅暗渠,蛙人潜入式探测存在危险因素、且不适用于人不可进入环境等。基于同步定位与绘图(SLAM)技术的地下暗渠探测是一种快速、相对低成本,适应复杂场景的地下暗渠探测方法,满足空间狭小、地表杂物覆盖、埋深较深等复杂作业环境要求,达到快速采集数据、高精度的作业要求。该方法在广州市天河区地下暗渠摸查项目中得到应用和验证,点位中误差为0.12 m,边长较差中误差为0.05 m,效率和精度满足探测需求。

浅析拟建桥梁对河道泄洪的影响

本文描述了河槽一般冲刷、桥墩局部冲刷、水面线、能量水头损失等的计算理论,引入成温邛快速路金马河大桥这一工程实例,运用计算理论得出拟建跨河桥梁所引起的阻水总面积、桥位断面过水面积缩窄率、水位壅高值、水位降低值,以及河槽一般冲刷深度、桥墩局部冲刷深度、近岸流速的变化等;并由此分析拟建桥梁对河道泄洪及河势稳定的影响,最后得出拟建桥梁方案是否可行的的结论。

涌潮作用下弯道丁坝局部冲刷试验研究

为研究涌潮作用下弯道段与直道段丁坝局部冲刷差异,采用物理模型进行试验研究,分别用整体模型模拟弯道段丁坝,水槽断面模型模拟直道段丁坝。结果表明:涌潮作用下,位于弯道的丁坝局部冲刷坑较直道段深0.40~2.50 m;研究得出充分防护时涌潮作用下直道段、弯道段典型丁坝坝头局部冲刷经验公式,可供丁坝设计参考。

中小流量下黄河下游游荡段河床调整规律

小浪底水库运用后,进入黄河下游河道的水沙情势发生显著变化,大流量洪水频率大幅减小,中小流量洪水作用凸显。为揭示黄河下游游荡段中小流量下的演变特征,本文开展了500、1000、1500和2000 m3/s流量级下黑岗口—夹河滩段的动床物理模型试验。结果表明,垂向上,研究河段河床冲刷与淤积沿程相间分布,具有典型的游荡性河段的冲淤交替特征;横向上,中小流量下游荡段仍存在横向摆动的可能,且随着流量增大,主流弯曲系数由1.18减小至1.13,河道逐渐由蜿蜒向顺直发展;纵向上,各流量下深泓线调整趋势与冲淤量变化规律基本一致。此外,本文着重分析了河道工程与桥下河段河床的时空调整过程并运用随机模型进行了模拟。通过分析发现:时间上,河道工程附近河床垂向调整速率早期较快,之后随时间快速非线性减缓;空间上,桥下河段累积冲刷深度沿程非线性减小,空间衰减特性显著。应用表明,随机模型对典型局部河段的时空调整预测效果较好,相关系数R2可达0.74以上。本文探讨了中小流量下黄河下游典型游荡段长河段与局部的冲淤演变特征,可为未来黄河下游典型游荡性河段的河道整治与保护提供科学依据。