二维河道冲刷数学模型在河道冲刷物理模型试验中的应用研究

文章应用二维河道冲刷数学模型对河道冲刷物理模型进行试验分析,试验结果表明:浅水二维水动力模型在河道冲刷物理模型试验中具有较好的计算精度,预测的断面冲刷深度和试验测定的冲刷深度误差小于20%;随着断面坎高的增加,河道断面冲刷深度逐渐减小,坎高从2~6cm,河道断面冲刷深度在0.38~0.19m之间;随着试验放水流量的增加,河道冲刷总体呈现中部冲刷深度较大,两端冲刷深度较小。

基于物理模型试验的堰塞坝冲刷溃决过程研究

中国是堰塞湖灾害最严重的国家之一,堰塞湖对上游淹没区和下游溃决演进区的人民生命财产安全构成巨大威胁,深入掌握堰塞坝冲刷溃决过程可为应急泄流道的设计和下游应急避险措施的制定等提供重要科技依据。以2018年金沙江白格滑坡堰塞湖为研究背景,采用室内物理模型试验的手段对堰塞坝冲刷溃决过程进行了系统研究。结果表明:堰塞坝冲刷溃决过程一般可分为4个阶段:过流孕育阶段、溯源侵蚀阶段、溃决发展阶段及河床再平衡阶段,其中:当溯源冲刷的陡坎追溯到上游坡顶,泄流槽进口断面在侵蚀作用下突然拓宽,泄流槽将连通形成底坡i>0的斜坡道,进而导致水流流速和流量突然增大,堰塞坝进入溃决快速发展的阶段。试验进一步探究了泄流槽开挖位置、开挖深度和宽度对溃决过程的影响。研究发现:当泄流槽开挖宽度不变,深度增大时,洪峰流量降低、峰现时间延迟,溃决流量过程线更为平坦;当泄流槽开挖深度不变,宽度增大时,峰现时间延迟。最后,对泄流槽的优化设计提出建议,泄流槽位置宜布置在坝顶高程最低的垭口,以减小洪峰流量,缩短溃决历时;开挖泄流槽时,应优先考虑加大泄流槽深度,最大限度地降低溃决时的堰塞湖水位。

大石涧水库溢流特性与坝下河道冲刷模型试验研究

基于物理模型试验探讨了大石涧水库溢流坝的溢流特性及不同洪水工况下坝下河道冲刷特性,发现大石涧水库溢流表孔体型设计合理,泄流能力满足设计要求;溢流堰面压强分布合理,最小负压值满足规范要.求,不易发生空蚀破坏;采用连续鼻坎挑流消能,对泄水建筑物的安全性无影响,但受两岸回流影响,下游护坦末端在小流量条件下会产生冲刷;下游河道主流偏右岸,坝下230~300 m范围护坡处出现淘刷,最大深度3~4 m。结果可为溢流堰的体型优化设计提供技术支持。

基于物理模型试验的河道冲淤变化分析

采用物理模型试验的方式,通过设定不同方案(天然试验河道方案和有坎断面方案)以及不同来水量分析辽宁东部某中小河流的冲淤变化。研究结果表明:相比于天然试验河道方案,不同来水量情况下有坎断面方案的河底最大冲刷厚度高0.13cm,河底最大淤积厚度多1.07cm,有坎断面方案河道冲淤变化要大于天然试验河道方案。研究结果对于中小河流整治工程河道冲淤分析提供参考价值。

基于不同断面固化方案的河道断面冲淤变化物理模型试验分析

为运用物理模型分析天然河道冲淤变化过程,探求测量断面相对稳定的水位流量关系曲线,通过设定不同物理模型来分析不同方案下的河道冲淤过程以及流量过程。研究结果表明,试验方案一下断面淤积较大,高水时有塌岸现象,低水时河道断面水位流量关系较为稳定;试验断面上下游设置两坎的固化方案,河道断面冲淤变化最小,水位流量关系线较为单一。研究成果对于河道断面固化方案下的断面冲淤变化和探求断面水位流量关系提供方法参考。

T型河道交汇口模型试验研究

T型河道交汇口的布置 ,要结合河道水位、流量、流向等诸多水力要素 ,考虑冲刷、淤积、通航安全等问题。就送水河与南官河交汇口模型试验研究 ,探讨了这一问题 ,提出了较为合理的满足通航要求的 T型河道交汇口布置形式和交汇角度 ,以及交汇口冲刷的护砌范围和防止淤积的管理措施。对同类问题的研究具有一定的参考价值。

基于不同断面固化方案的河道断面冲淤变化物理模型试验分析

为运用物理模型分析天然河道冲淤变化过程,探求测量断面相对稳定的水位流量关系曲线,本文通过设定不同物理模型来分析不同方案下的河道冲淤过程以及流量过程。研究结果表明:试验方案一下断面淤积较大,高水时有塌岸现象,低水时河道断面水位流量关系较为稳定;试验断面上下游设置两坎的固化方案,河道断面冲淤变化最小,水位流量关系线较为单一。研究成果对于河道断面固化方案下的断面冲淤变化和探求断面水位流量关系提供方法参考。

深圳河治理第三期工程物理模型试验研究

深港联合治理深圳河三期工程受边境地区周边条件的限制， 工程实施条件非常复杂， 设计难度大。物理模型试验工作中， 采用相互补充和验证的３ 个模型设计较好的解决了工程设计所关注的问题， 为工程布置和重要过境设施的改建方案比选提供了设计依据。

基于物理模型的河道堤软土地基加固处理的试验研究

采用振冲置换方法并结合物理模型试验方式对河道堤软土地基加固方案进行探讨。结果表明:采用振冲置换进行河道堤软土地基加固后,其地基沉降缩减量在16.15-25.34之间,静力荷载得到显著提升,地基的抗滑稳定性有所加强。

珠海隧道工程极限冲刷模型试验研究

珠海隧道工程位于磨刀门水道,河道冲刷特点以及工程建成后冲淤演变趋势是建设、设计单位关心的问题。通过收集并分析珠海隧道工程海域水下地形、水文、泥沙和相关水利规划等资料,分析隧址水域现状地形特点、河床冲淤和岸线变化特性,通过河工动床泥沙物理模型试验,分析隧道工程所在河段处于不利边界条件下发生冲刷分布和极限冲刷深度,为合理确定隧道埋置深度提供参考依据。

碧湖水库溢流坝水工模型试验优化研究

针对碧湖水库溢流坝水翅及出坎水流对冲右岸山体现象,结合工程实际,通过试验对尾墩及挑坎体型进行优化,对比分析了在闸墩后设置尾墩及溢流坝边墙偏转不同角度的优化效果。结果表明,通过在闸墩后设置合理尾墩,可基本消除闸室出口水翅现象;右侧边墙逆时针偏转5°(起始为反弧段)的优化方案使溢洪道出口水舌合理归槽,避免了水流对冲右岸山体的现象,同时满足了下游消能要求。

御河大同城区段河道治理模型试验研究

通过物理模型试验对御河城区治理段的过流能力及建筑物体型进行了试验分析,提出了合理的工程设计方案,对工程实践具有指导意义。

改善通州城区水环境物理模型试验研究

1概况 通州市地处江苏东部、长江三角洲北翼，东临黄海，西南濒长江。城区水系发达，河网平均密度达5km／km^2,是典型的平原河网地区。城区河道水体由通江河道通吕运河、九圩港河等间接引入，受长江来水影响，枯水季节引水量少，内河水位较低；城区内部分河道水体常年多为缓流或滞流，自净能力不足，加之局部地段生活污水直排人河，时段性水质污染现象严重，水环境治理势在必行。

新型生态护坡结构物理模型动床试验研究

近年来长江中下游实施了一系列生态护坡工程项目,具有很强的生态功能。基于保护长江中下游岸坡稳定性及为水生动植物提供良好生存环境的目标,提出新型生态护坡结构。通过物理模型动床试验观察新型生态护坡结构对不同类型岸坡的保护效果,分析不同类型岸坡冲淤变化机理。观察不同水流入射角度对弯曲河道岸坡稳定性影响,针对不同类型岸坡提出合理的岸坡防护措施。结果表明:1)同等条件下弯曲河道岸坡防护效果较顺直河道差;2)弯曲河道岸坡冲刷范围和水流入射角度正相关;3)针对不同类型岸坡提出不同的护坡优化方案,效果明显。

沙坪一级水电站施工导流束窄河道冲刷防护试验研究

针对分期施工导流中通过围堰束窄河道会使河道的水流流速变大进而可能引起围堰堰坡、河床及岸坡坡脚冲刷的问题,以沙坪一级水电站一期导流为例,通过物理模型试验研究了束窄河床覆盖层的冲刷情况,并针对河床冲刷特性提出河道防护方案,最后通过数值模拟验证物理试验结果。物理模型及数值计算结果表明,导流工程的布置较为合理,围堰的设计防护措施能抵御水流冲刷,针对下游左岸岩坎处冲刷情况,采用块石防护方案能更显著改善河床覆盖层的冲刷现象。研究成果为采用分期导流的水利工程提供一定的技术参考。

新疆某水库工程溢洪洞水工模型试验成果与分析

通过室内水工模型试验,观测溢洪洞泄流能力、水流流态、流速和水流冲刷等特性,分析设计方案的合理性。试验结果表明:溢洪洞孔口尺寸基本满足设计要求;溢洪洞单独运行、闸门开度为5.08 m时,库区水面比较平静,溢洪洞进口前出现不贯通的表面漩涡,漩涡对溢洪洞的进流情况不会产生影响;不同工况下,溢洪洞各部位水流空化数在0.54~1.06,且洞身各断面平均流速均小于30 m/s,洞身段可以不设掺气槽。试验结果为工程的安全建设和运行提供理论依据。

齐齐哈尔嫩江公路大桥桥渡模型试验

一、试验任务一九八五年受黑龙江省公路勘察设计院的委托,我院承担了齐齐啥尔嫩江公路大桥的桥渡模型试验。试验任务是对黑龙江省及齐齐哈尔市提出的四个桥位(明月岛、新江村、北大街、浏园桥位)进行方案比选。在此基础上,确定桥位、决定桥长。

润扬大桥桥墩冲刷模型设计

采用二维数学模型与局部概化物理模型结合,对润扬大桥新型桥墩型式的冲刷特性进行研究。数学模型计算桥址附近的流场并为物理模型提供边界条件,物理模型研究不同流量条件下桥墩的局部冲刷特性。设计中数学模型根据润扬大桥桥址所处位置及水文特点,对计算范围、设计流量和边界条件等主要问题进行探讨,保证了流场计算的精度,物理模型特别考虑模型设计中的模型比尺、模型沙选择及定床水流验证和动床输沙率定等因素,为研究成果的可靠提供了保证。

黄河丁坝冲刷的试验研究

简要分析了丁坝对水流的影响和丁坝冲刷深度公式 ,并利用模型试验对丁坝冲刷公式进行了对比 ,同时对丁坝冲刷坑形态进行了试验研究。其结果可作为以后黄河丁坝冲刷计算的依据。

当卡水电站泄水闸下游主河道局部冲刷坑深度计算方法

为准确评价当卡水电站泄水闸下泄水流冲刷形成的局部冲刷坑深度问题,针对泄水闸结构、下泄水流特点及主河道地质条件制作了泄水闸下泄冲刷水工模型并做了试验,根据5种放水工况时泄水闸下泄冲刷时的有关参数,首先选择已有的较为成熟的6个冲刷坑深度计算公式计算了主河道处局部冲刷坑深度,结果发现计算值与实测值相差较大,不能满足实际需要。为此,根据水工模型试验结果,推求出了适合于该处的冲刷坑深度计算公式,与水工模型试验实测数据相比,新推求的局部冲刷坑计算公式计算值与实测值吻合较好。