急滩消滩指标的分析与运用

急滩是山区通航河流主要碍航滩险,其消滩指标是急滩整治设计依据的技术性指标,是急滩研究的重点内容之一。分析了将急滩坡流消滩指标合二为一形成综合消滩指标的应用方便性和可行性,指出了综合指标及其理论判式结构复杂、难以实际应用的特点,给出了综合指标及其简化的基本判式。基于实际情况,提出了综合指标还存在一般抛物线、直线或折线型等精度更高的判式,且指明了这些判式明确的数学意义,指出了"搭跳"上滩过河区的消滩指标应区别对待,宜根据实际情况灵活运用。

非额定工况实船试验确定消滩水力指标的方法

消滩水力指标是急滩整治依据的一项标准,但采用实船试验确定时常常难以满足理想的额定条件。首先指出了实船试验确定消滩水力指标的3个理想额定条件,给出了额定载重,额定功率条件下确定消滩水力指标的简单方法。根据非额定工况和额定工况各自的受力平衡方程,导出了将非额定工况的实测对水航速转换为消滩水力指标对应航速的转换公式,并给出了兹万科夫阻力公式法、通用阻力公式法和修正通用阻力公式法等3个转换方法。依据澜沧江四级航道静水航速和上滩实船试验成果,演示了测点数据的取舍、推进系数的计算、坡流指标的拟合等过程,并对比了3个转换方法的计算成果,推荐了简便合理的转换公式。

长江上游卵石急滩消滩水力指标研究

长江上游卵石急滩经过多次整治,仍然碍航,水力指标的不确定性是卵石急滩整治不成功的原因之一。根据交通部发布的长江上游的标准船型,采用理论计算和船模试验方法,对长江上游卵石急滩的水力指标作了研究。按照概化水槽的船模试验结果率定理论计算方法的计算参数,得到叙渝段标准船队消滩水力指标。

消滩水力指标的确定方法讨论

消滩水力指标是山区河流航道整治设计中必须首先明确的问题。归纳和评述了现行的5种消滩水力指标确定方法:实船实验法、经验分析法、阻力计算法、能量分析法和船模试验法。指出在目前航道界较常用的一种阻力计算法—兹万科夫法,有着明显优势和在计算中还存在一些有待解决的问题,如驳船船队阻力、倒比降滩段比降阻力计算以及浅水和狭窄水道对船舶阻力的影响等。

消滩水力指标确定方法

为寻求可直接计算消滩水力指标确定方法,从船舶有效功率与滩上水流功率对比的角度提出了功率法,并通过理论分析与滩段概化模型的船模上滩试验进行了验算。结果发现船舶自航上滩时其有效功率大于水流功率,并随对岸航速的增加,大于的幅度越大;船舶不能自航上滩时,其有效功率小于水流功率。可见,与其他确定方法相比,功率法可以通过滩段的水力条件和不同船型的性能资料直接计算消滩水力指标,满足航运发展的远期设计需要,可推广应用于急流滩险的航道整治工程设计。

澜沧江急滩消滩水力指标确定方法

依据澜沧江多个急滩的实测和研究成果,采用成滩流量法获取了代表船型的初步消滩水力指标,指出初步消滩水力指标存在数据离散、指标不系统、难应用等不足,需要将其推算为常规的便于应用的系列指标;通过船舶有效推力与航行阻力受力平衡分析,导出急滩消滩水力指标的合理表达式,将流速、比降合并为一个称为消滩判数的综合消滩指标;用消滩判数表达式对初步消滩水力指标进行曲线拟合,可简单地确定出应用方便的合理的系列消滩水力指标。

消滩水力指标的确定方法讨论

消滩水力指标是山区河流航道整治设计中必须首先明确的问题.在归纳和评述现行消滩水力指标确定方法的基础上, 指出阻力计算法有着明显优势,现航道界多用兹万科夫法计算,但计算中存在一些有待解决的问题,文中对此提出了进一步研究的设想.

山区航道机动船消滩水力指标的无因次表达及计算

消滩水力指标一般是指某船舶在额定载重、额定主机功率条件下能够自航上滩的最大航线流速和坡降的组合,是判定船舶能否自航上滩的临界水流条件,是急滩整治效果分析的参照依据。分析现有确定急滩消滩水力指标的方法存在的缺陷,指出了现有综合消滩水力指标表达式存在的关键参数选择不合理、影响因子与主变量的关系不明确等不足。基于水流阻力与流速、坡降阻力与坡降的基本关系,依据船舶推力与航行阻力平衡的基本原理,从克服现有消滩水力指标计算和表达等不足的角度出发,导出了无因次消滩水力指标传统表达式和预估公式。应用澜沧江500 t级船舶静水航速实船试验结果,获得了螺旋桨实际转速与额定转速之比随进速系数的变化规律,计算消滩水力指标时,螺旋桨转速不宜取额定转速。结果表明,兹万科夫公式计算的水流阻力与船舶推力存在较为明显的偏差。绘制了阻力修正系数随船舶弗劳德数的修正曲线,指出兹万科夫水流阻力计算公式需根据实船试验结果进行适当修正。分析计算了澜沧江多种机动船型的消滩水力指标,检验了无因次消滩水力指标传统表达式的合理性,证明采用无因次项的抛物线描述消滩水力指标中流速、坡降的关系甚为恰当。基于因次分析原理,通过澜沧江多种机动船消滩水力指标的数值回归分析,建立了无因次消滩水力指标预估公式,该公式明显提高了消滩水力指标的计算效率。

澜沧江望江楼段消滩水力指标研究

山区河流水面比降大、水流流速急、浅滩数量多,碍航情况严重。由于对急滩水力指标的标准认识不足,部分河道整治效果较差。为进一步研究山区河流水流特性,本文以澜沧江望江楼段为研究实例河段,根据河段的规划航道等级和设计代表船型,采用数值模拟结合的方法,对其消滩水力指标进行了详细的计算、研究。研究结果显示,澜沧江望江楼河段的消滩水力指标组合为1‰×3.82m/s;2‰×3.76m/s;3‰×3.52m/s。同时,根据工程河段在最高、最低通航水位下数模分析成果,工程河段主航槽在各工况下流速在0.5～2.5m/s范围内。因此,澜沧江望江楼河段在各工况下的水流条件满足消滩水力指标。

澜沧江西瓜滩至勐宋滩滩群航道整治方案

基于澜沧江244界碑至临沧港IV级航道建设工程,以西瓜滩—勐宋滩滩群为依托,阐述滩群河道特征和水文特性。针对大比降、大流速峡谷河段滩群航道尺度不足,单滩整治造成上游滩险水位跌落和流速、比降不利变化,从而形成新的碍航问题,对各滩演变进行分析并总结整治经验,对单滩碍航特点和滩群碍航特点进行研究,采用清礁措施扩大过水断面的方法,解决了单滩航道尺度不足的问题。采用逐段壅水、分段消化的壅疏结合方法,解决了滩险联动导致的水位跌落等问题。得出结论:在山区河流滩群整治过程中,采用清礁和筑坝相结合的方法,能够解决滩群联动相互影响的整治难题。

长江上游渣角滩航道整治试验研究

长江上游渣角河段为典型的分汊河道,具有"弯、浅、险、急"的碍航特性,整治难度较大。综合考虑其滩险成因、整治目标及主、支汊关系等因素后,提出3种不同的整治思路,并采用物理模型进行试验研究。结果表明:开辟新航槽,调整分流比,获取两汊平衡的整治效果较好,可根本解决碍航问题,能够实现两汊同时通航。

澜沧江曼厅大沙坝水道无名洲滩采砂影响及对策

以澜沧江Ⅳ级航道建设工程曼厅大沙坝无名洲整治方案为依托,阐述了滩险概况及碍航特征。针对采砂对弯道浅滩河段航道条件和航道整治的影响,从水位、流速、比降、消滩指标等方面分析了采砂前后航道条件和原推荐方案预期效果的变化,认为采砂对疏浚航槽的稳定和船舶自航上滩均会带来不利。提出了通过调整整治建筑物守护滩槽、束水攻沙、调整水面和比降分布等措施,以达到改善航道上滩水力条件和维持疏浚后航槽稳定的目的。得出结论:1)采砂对浅滩河段航道条件和航道整治均会造成不利影响。2)为保障航道条件和航道整治效果,需要调整整治建筑布置形式,解决新出现的碍航问题。

澜沧江滩群河段施工超挖对整治效果的影响

以澜沧江四级航道建设工程中西瓜滩—勐宋滩滩群整治为依托,针对滩群河段施工超挖可能对整治效果带来不利影响并形成新的碍航区问题,采用现场实测资料与物理模型相结合的方法,进行了滩险碍航特性和整治前后水面、流速、消滩指标等方面的研究,得出在滩险集中的复杂河段施工中,超挖会造成滩险整治效果达不到设计预期,甚至出现新的碍航区。采用恰当的壅水或调流等补救措施,可以达到预期的整治效果。在今后类似滩险施工中,应严格控制超挖,保障整治效果。

黄河上游连续弯曲多滩险河道整治方案数值分析

天然河道一般不能满足航运的实际要求,需进行航道整治。目前我国内河航道整治技术较为成熟,但对存在连续弯曲多滩险河道的研究较少。黄河上游白银市常生码头下游滩河道属连续弯曲河道,存在多处滩险,水流条件复杂,严重影响船舶的通航安全。以数值模拟为研究手段,构建二维数学模型,分析河道碍航因素,论证整治方案的合理性。确定采用填槽、切咀、疏浚和修筑潜坝等整治方法。整治效果明显,水力因素均达到通航指标,水流条件明显改善,为今后黄河上游及类似碍航特性的航道整治工程提供参考。

岷江下段航道典型滩险整治技术

岷江干流龙溪口枢纽以下河段为天然航道,具有典型的山区河流特征,碍航特性极其复杂,加之河道历年来受挖沙采石影响,航道条件恶化严重。采用长河段平面二维水流数学模型对拟建岷江龙溪口枢纽至屏山镇岷江大桥段11处滩险的整治方案进行对比分析及优化研究。在碍航特性及滩险成因分析的基础上,选取该段航道内干龙子滩、白甲滩以及新开河滩段3个具有典型代表性的滩段,从通航水流改善程度、挖槽稳定性以及船舶自航上滩等方面进行多组方案的比选,总结岷江下段典型代表性滩险的整治技术。