黄河下游堤距对河道沉积速率的影响

以黄河下游堤距和 1934～ 1985年间河道淤积速率的实测资料为基础 ,研究了堤距与沉积速率的关系。沿流程向下 ,黄河下游堤距在总体上表现出先增大 ,然后再迅速减小的趋势。水位变幅与堤距之间有较强的负相关 ,堤距越小 ,水位变幅越大。水位变幅较大 ,反映洪水中水深的增加幅度较大 ,在其他条件相同时 ,流速会因此而增大 ,使得水流挟沙能力也增强。沉积速率随堤距的变化是非线性的。当堤距由 15km缩窄到 10km时 ,堤距的缩小对沉积速率不发生影响 ;当堤距由 10km减到 6km时 ,河槽中的水流动力并不会因堤距束窄而显著加强 ,由于堤距束窄使泥沙的堆积空间减小 ,故沉积速率反而增大 ,并达到峰值 ;当堤距从 6km继续减小时 ,大堤对水流的约束作用使水动力得到显著强化 ,挟沙能力加强 ,这一作用抵消了堤距减小使堆积空间减小的影响而有余 ,因而沉积速率减小。

宝鸡市金陵河寺沟村段防洪工程水文计算及堤距方案比选分析

金陵河属渭河左岸一级支流,发源于陇山山脉南部的陈仓区新街镇赵家山,由宝鸡卷烟厂西侧注入渭河,全长55.0 km,河道平均比降7.4‰,总流域面积427.1 km2。该流域屡暴雨洪水时有发生,对沿岸造成了严重损失。为减少洪水灾害,改善流域防洪基础设施条件,建设金陵河寺沟村段防洪工程极为迫切,结合工程保护对象和经济社会发展需求,对设计洪水及水面线进行推求计算,分析拟建工程的防洪标准,确定防洪标准确定为10 a一遇,10 a一遇洪水洪峰流量为581 m3/s,推求出各断面的洪水位。最后从河道的行洪能力、河道护岸对周围建筑物的影响、工程建设的投资费用等方面对70 m、80 m堤距两个方案的进行分析比较,最终确定寺沟村段最小堤距不小于70 m。

基于MIKE的河道堤距确定--以大空港新城区截流河为例

为保证大空港新城区的防洪安全,缓解城市建设对水系生态环境的冲击,实现城市发展与生态环境可持续发展相协调,本文基于MIKE软件对大空港新城区截流河河道防洪能力进行计算,从而确定河道堤距。

不同高度离岸堤对波生流及地形演变影响的数值研究

不同高度的离岸堤是近岸沙滩防护的重要构筑物,其在波浪作用下的动力地貌响应有所不同。文章基于Xbeach岸滩演变模型,通过经典算例验证了斜向浪作用下离岸堤附近的波生流场及地形演变过程,进一步分析了正向波浪作用和堤顶高程变化的影响,并针对人工离岸沙坝,模拟了沙坝变形以及近岸动力地貌的变化特征。研究表明:离岸堤掩护下堤后会出现波高梯度变化,进而形成沿岸流及离岸流;当堤顶高程降低,波浪会在潜堤上发生破碎,从而形成向岸流;不同高度离岸堤附近的波生流场差异较大,其导致的地形演变趋势也会不同;随着堤顶高度的增加,近岸的侵蚀淤积会逐渐增大;人工沙坝在波浪作用下不断向岸移动,其高度逐渐降低,对近岸可起到沙源补充的作用。

潜堤消浪瞬态数值仿真研究

为评估潜堤在生态海堤体系中的消浪作用,采用计算流体力学软件,结合推板数值造波、自由液面等计算模型,对典型缩尺工况下裸海堤、潜堤进行了瞬态模拟对比研究。结果显示,水深55 cm、波高8 cm、周期2 s的波浪工况在裸海堤、潜堤2种工况上产生的波浪爬高依次降低,相对于裸海堤,潜堤可使波浪爬高减少25%,潜堤在静水面下10 cm处海堤坡脚的波压力下降约15%。

史传散文与民间传说中鲧形象的对照性研究——以鲧堤刘的传说为例

传统的文献记载和民间传说中,对于上古时代治水专家鲧禹的评判,一直有着贬鲧褒禹的观点。而在德州临邑鲧堤刘的传说中,鲧有着舍我其谁的担当意识,不辞劳苦且富有智慧,为了百姓安危而奉献出自己的一切,这是一个有着悲剧命运的圣者形象。该传说中鲧被流放的命运安排反驳了部分古文献中鲧被杀的记载,这对于尧舜德行的宣扬也是一种保护。鲧堤刘的传说体现了德州民间文学对于“德”文化的建构,体现出德州人崇德的文化品格。

天津市滨海新区白水头堤段海堤堤型比选设计

天津市滨海新区位于渤海湾西岸,海岸线北起津冀交界涧河口,南至沧浪渠入海口。由于沿海区域地势平坦,历史上曾多次受到风暴潮侵袭,造成不同程度经济损失。现状海堤防潮设计标准为20~50 a一遇潮位组合7级风,经过多年运行大多数堤段发生不同程度沉降,不满足原防潮设计标准,距规划防潮标准100~200 a一遇潮位组合50~100 a风浪差距较大,海堤提标建设工作亟待开展。主要阐述滨海新区白水头堤段不同型式的海堤在工程中的比选及设计应用。

扭王字块体斜坡堤单波越浪量的数值研究

国内现行规范中未提供有胸墙斜坡堤最大单波越浪量的计算方法。基于FLUENT软件,运用多孔介质区模拟斜坡堤上的扭王字块。借助惯性阻力系数C、等效波陡、相对块体尺寸、相对坡肩宽度、相对胸墙高度、相对水深、相对堤顶超高等影响因素,开展扭王字块体斜坡堤单波越浪量的数值试验。给出不同坡度下单位堤宽的最大单波越浪量的系数C计算关系式。验证结果表明,该公式具有较好的精确性,这使得扭王字块护面斜坡堤单波越浪量的数值模拟可以独立于物理模型试验进行,从而丰富了规范内容,为扭王字块体斜坡防波堤工程设计提供了参考。

桥堤在江南私家园林中的意象艺术分析

桥的形态与各种意象在江南私家园林是最丰富的,在前人对江南园林中桥的形态概括的基础上,进一步补充实例并提炼其形态意象,对桥的原型及其在整体理景中的作用进行艺术分析,为桥堤在现代设计中的演化提供了思路。

全侧向爆破挤淤技术在深厚软土中快速筑堤技术研究

本文依托连云港临空产业园围海工程进行了国内首次全侧向爆破挤淤试验性筑堤施工,该法只需抛填堤心石和侧向爆破便可形成永久护岸断面,工效较高。本文介绍了全侧向爆破挤淤主要技术理念、爆破参数设计、试验性施工主要流程、施工质量检测及评估等过程。并依据检测断面采用瑞典条分法和有限元法对成堤后的断面稳定性和位移进行了分析和评价,分析比较了常规端部爆破筑堤和全侧向爆破挤淤爆堤的特性。试验表明,对于淤泥处理深度在15m以内、堤心着底宽度在30 m以内的堤坝或者护岸形成,全侧向爆破挤淤工效较高,节省填料,且同样可以满足堤身稳定性要求,具有较好的效果。

洪水冲不破的防线——安徽农垦华阳河农场长江同马大堤抗洪侧记

进入7月,长江水位持续暴涨,长江干流安徽省安庆市宿松县汇口站水位最高达21.45米,超警戒水位1.65米。宿松县防汛指挥部启动三级应急响应。在长江同马大堤上,安徽农垦华阳河农场启动了3公里的防汛责任段。为第一时间排除可能发生的险情,6月29日,农场设立3个临时“帐篷党支部”,组织63名防汛人员,坚持24小时不间断、拉网式巡堤查险。

微差爆破挤淤处理抛石堤坡肩残留淤泥施工工艺研究

某机场陆域形成工程采用爆破挤淤形成抛石防波堤,在淤泥挤出侧形成了100 m~150 m的次生淤泥滩涂带,宽度较大,传统爆破挤淤工艺无法应用,如不处理又不能满足设计要求。针对上述情况,在东防波堤试验段通过陆上冲击钻成孔,将药包布置在坡肩残留淤泥中,同时在垂直海堤轴线海侧以外5m~7m处布置药包,采用两种延迟工艺的微差爆破挤淤施工。结果表明,采用以上药包布置方案,单孔药量为72 kg时,微差爆破可以有效处理抛石挤淤堤坡肩深层位置残留淤泥,钻孔结果表明无淤泥残留。该工艺可解决类似工程的淤泥残留,有现实指导作用。

堤前红树林对直立堤波压力影响的数值模拟研究

基于非静压模型SWASH,建立数值波浪水槽,通过设置有无红树林的对比实验,系统研究了波浪-红树林-直立堤相互作用时的水动力特性,并分析了波陡,相对水深,厄塞尔数,红树林长度、密度、特征直径等因素对直立堤堤前波高、迎浪面最大波压力的影响。研究结果表明:无红树林时Goda公式无法准确估算直立堤上的冲击荷载;在模型比尺为1∶10的数值实验中,2 m宽的堤前红树林可使波高衰减6%~45%,波压力衰减11%~74%,然而,在相对波高较大且红树林特征参数较小时会引起堤前波高增大4%~26%;在本文考虑的水力条件下,最大波压力随波陡减小而减小58%~93%,随相对水深增大而减小42%~72%,随厄塞尔数减小而减小87%~96%;堤前波高和波压力衰减率随红树林宽度、密度及特征直径的增加而非线性增加。研究结果可为进一步认识红树林的消浪效应及红树林生态系统与海堤组合的海岸防护工程的设计与规划提供科学的依据。

岛礁地形上斜坡堤前破碎波流场数值模拟研究

基于SPH方法建立波浪数值水槽,对岛礁地形上的波浪传播变形进行了数值模拟,分析了岛礁地形上波浪破碎过程的波高和水质点波动流速分布,并采用波浪水槽物理模型试验数据进行对比验证。结果表明,该模型可以较准确地模拟岛礁地形上波浪破碎引起的波高和波动流场沿程变化。在此基础上模拟了礁坪上建设斜坡堤后的波动流场,分析了斜坡堤对礁坪上流场形态、沿程波高、波动流速垂向分布及近底流速的影响。结果表明:在建设斜坡堤后,礁坪上波浪破碎更加猛烈,波浪破碎点前移;沿程波高与波动流速受反射波影响明显,沿程波高变化呈现为先增大、再减小、再增大,最后在防波堤堤脚处减小,近底流速变化趋势则与之相反;在堤前半倍波长范围内反向近底流速峰值较非岛礁地形上规范公式计算值增幅较大。

膨胀土高填方渠堤沉降变形特征研究

南水北调中线工程膨胀土高填方渠堤的工后稳定性是各方关注的焦点,如果渠堤工后沉降大,易导致衬砌面板结构内力变化,影响渠道的运行安全。针对南水北调中线某膨胀土高填方渠堤工后沉降明显的问题,通过该段渠堤现场表面变形、内部变形、地下水位和降雨量监测数据的分析,对其沉降变形特征进行了研究。结果表明:高填方渠堤中渠基膨胀土的垂直表面位移受降雨影响显著,其导致高填方渠堤沉降变形随时间的变化可分为缓降段、陡降段、回弹-稳定-陡降段和回弹段4个阶段;填方高度对渠堤的表面变形和内部变形均存在显著影响,渠堤沉降量随着填方高度的减小而逐渐减小,同时,渠堤内部变形主要集中在孔口以下6~7 m的深度范围内,且指向渠外方向累计水平位移量较大于指向渠内方向的累计水平位移量;结合测压管水位、垂直位移测点及降雨量的变化规律,得到了该段渠基土的表面变形与测压管水位存在较强的相关性,地下水位变化是导致区域地表变形的主要因素。研究成果对膨胀土高填方渠堤工后沉降防治具有科学的参考意义。

潜堤、挡板式透空堤组合结构合理性及消浪特性研究

随着港口及泊位向深海迈进,传统实体防波堤造价高且透水性差等问题愈发突显。结合大潮差海域港口的透水与消浪需求,提出一种潜堤与挡板式透空堤组合消浪结构,以兼顾高、低潮位下的消浪效率。波浪与单独潜堤或挡板式透空堤的相互作用已有相关研究与应用,然而在国内外尚无组合使用的先例,针对这方面的研究也相对欠缺。通过波浪物理模型试验等手段,首先针对波浪经过潜堤时非线性效应带来的能量谱改变开展研究,并对比单独潜堤、单独挡板式透空堤与组合式防波堤的消浪性能,验证了组合式防波堤的合理性;然后,针对不同工况下潜堤及挡板式透空堤组合结构的消浪特性开展试验,并结合数值计算提出组合式防波堤间距选取建议。相关结论可为此类工程设计及应用提供依据。

短周期规则波浪在透水鱼礁型潜堤群上的传播特性

为探究系列以周期性分布的单排透水鱼礁型潜堤群对波浪传播变形以及波生湍流场的响应特性,通过水槽试验和数值模拟,对短周期规则波作用下不同间距布设的鱼礁型潜堤群波浪传播特性展开了研究。试验测定了短周期入射波况下无间距鱼礁型潜堤群的波面高度及其变化过程,波浪在发生浅水变形后波能耗散波高显著减小,但由于堤顶淹没水深较大波浪仍保持准对称性的正弦波形态向前传播。基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamic,SPH)方法建立了验证后的二维无反射数值波浪水槽,模拟了间距比为0.5~3.0的鱼礁型潜堤群的波浪传播过程。数值结果表明:鱼礁型潜堤群的间距对波浪反射影响非常大,各工况下鱼礁型潜堤群的反射系数均大于0.75;透射系数总体上随着间距比的增大而减小。特别地,当间距比为2.5时,堤顶波高骤升,反射系数达到最大,透射系数几乎最小,这是由于波浪与鱼礁型潜堤群发生了同频共振的布拉格反射效应,此时迎浪堤上方的上涌流范围和流速也达到最大。

大越浪下堤后建筑单体波浪冲击力计算方法

针对越浪水体对防波堤后方建筑单体冲击力缺乏理论计算公式的问题,结合地中海某油气港改扩建工程的二维物理模型试验结果,提出4种基于压力传感器测量数据的堤后单体平均波压力计算方法,并结合总力传感器结果与各种方法的计算结果进行对比分析。结果表明:越浪水体具有较高的动能,导致单个压力传感器的测量结果偏高,明显高于总力传感器结果;当试验设备受限时,可以通过均布压力传感器,取同一时刻下波压(不含负值)平均值的方式近似计算建筑单体迎浪面受到的总水平力;不同的波压平均值计算策略对总水平力的大小有影响,遍历全部测量结果计算得到的波压平均值较为合理,采取此计算策略得到的总水平力与总力传感器结果最为接近。

三维激光扫描技术在宽肩台抛石堤稳定性试验中的应用

三维激光扫描技术主要应用于地形测绘、建筑物建模以及文物修复等,为了拓展这项技术在物理模型试验上的应用,利用Trimble CX型三维激光扫描仪对宽肩台抛石堤物理模型整体形态进行测量,并联合使用Trimble realworks 9和GMT 5.4两款软件对扫描数据进行处理并成图。与相机照片相比,三维激光扫描技术具有操作更便捷、精度更高、可视化效果更突出等特点,在物理模型上能够取代部分传统测量仪器的功能。试验前后扫描结果显示,宽肩台抛石堤在波浪作用下会发生明显变形,但最终会形成动态稳定的S形剖面形态。

含水量对膨胀土高填方渠堤土体剪切特性的影响研究

通过不同含水量下南水北调中线工程高填方渠堤的改性土、膨胀土和渠基土的直剪试验,研究含水量对3种土体剪应力-剪切位移以及抗剪强度的影响规律。结果表明:3种土体的基质吸力随着含水量增加而显著减小;当含水量较低时,剪应力-剪切位移曲线呈剪切软化型;而随含水量的增加,剪应力-剪切位移曲线转化为剪切硬化型。不同土体的抗剪强度随含水量增加均呈现先增大后减小的变化规律,且含水量达到土体的塑性含水量以后,抗剪强度降低较小。含水量对改性土、回填膨胀土和渠基土的黏聚力及内摩擦角存在着显著影响,黏聚力与含水量满足二次多项式关系;土体的内摩擦角随着土体含水量的增加呈现出非线性减小的变化规律,且渠堤改性土内摩擦角随含水量的降低幅度较渠堤膨胀土和渠基土大。