长江上游典型碍航滩段航道整治数学模型及船舶仿真模拟研究

长江是重要的航运通道,碍航滩段对船舶安全航行造成严重影响,以长江涪陵至丰都老虎梁河段为研究对象,基于实测的水文地形资料,采用二维水流数学模型,对典型滩段的碍航特性、整治参数、整治方案进行了研究。基于二维水流数学模型及船舶操纵模拟,对整治方案的效果进行了评估,并确定窄深型挖槽方案为最优整治方案,为消除通航瓶颈、保障船舶安全和航道畅通提供技术支撑。

龙穴南水道航道整治工程的碍航特性及疏浚设计分析

本文针对龙穴南水道航道整治工程,研究其碍航特性及疏浚设计。通过现场调研和资料收集,分析了航道的地貌地质条件、水文条件、交通运输条件,确定了该水域的碍航现状和问题;采用数值模拟方法,预测航道整治后3000吨级船舶的通航情况,提出合理的疏浚方案。研究表明,实施拟议的疏浚方案后,航道的关键瓶颈将得到改善,航道等级由原1000吨级提升至3000吨级,满足未来发展需求。

多碍航物水域救援船路径规划方法

为提升救援船在复杂环境中的适用性,基于安全距离约束法和改进蚁群算法,提出一种救援船路径规划方法。首先,根据救援船的初始位置和目标位置确定目标水域范围,运用栅格法将水域环境划分为可航水域和不可航水域,并通过安全距离约束的方法保障救援船与碍航物间的最小安全距离;然后,优化信息素初始浓度、启发因子和挥发因子,设置期望值启发因子和距离启发函数,改进蚁群算法,提升算法搜索的目的性和快速性,并将其运用于栅格地图中,规划救援船的路径;最后,选取舟山群岛附近水域作为试验水域,以东海救102救援船为试验船舶进行验证。结果表明:与传统方法相比,所提出的救援船路径规划方法收敛速度更快,且给出的路径长度更短,转向点更少,运行时间更短;该方法能够克服救援船路径规划过程中面临的收敛速度慢和局部最优问题,增强鲁棒性。

船舶航行非线性规避碍航物航线方法研究

传统的航行船舶规避碍航物航线预估方法针对范围小,对于碍航物小目标预估准确率低或遗漏小目标,不利于航行船舶的安全。针对上述问题,提出了基于非线性条件模型的航行船舶规避碍航物航行航线预估方法。根据航行船舶规避碍航物预估具有非线性的特性,首先构建航行船舶规避碍航物航行航线非线性条件下初始模型,根据条件模型变量之间的关系,定义规避碍航物条件模型;然后对规避碍航物非线性条件模型进行规避碍航物航行航线程序计算;最后通过实验验证的数据分析,进一步证明了该研究方法能够提高对范围小、碍航物小目标的预估准确率,防止遗漏小目标,对保障航行船舶安全具有较强的现实意义。

长江下游福北水道出口碍航成因分析

针对长江下游福北水道出口碍航成因问题,采用实测资料分析、河道演变分析和模型计算相结合的研究手段,重点分析福姜沙河段近期河床演变、航道维护和福北水道出口段河型及水动力特征。结果表明,福北水道出口段受上游来水来沙、河槽自然放宽水动力减弱及民主沙尾部横向越滩流引起泄流阻力加大等因素影响,导致碍航淤积现象时有发生,建议适时采取工程措施减弱民主沙尾越滩流,减轻福北水道航道维护压力。

石质急流滩碍航水流的形成条件与碍航流态分析

分析了石质急流滩形成的原因和碍航水流时形成条件 ,较为详细地论述了急流滩的主要流态与水力特性 ,以及各种流态对船舶航行的影响。

浅谈赣江丰城龙头山枢纽以下航段碍航成因、整治措施及成效

赣江丰城龙头山枢纽坝下航段受枢纽调节和近几年无序采砂影响,上游来流量减小,航道水情极不稳定,致使下游河床大幅下切,枯水期水位持续下降,航道通航条件恶化。本文详细分析了航段的通航因素和碍航成因,并提出了加大上游来流量和航槽疏浚清礁相结合的航道整治措施,取得了良好的整治效果,改善浅区水流条件,提升航道通航能力,为今后坝下航道整治研究提供参考。

已建枢纽船闸下游引航道口门区急流碍航改善措施的研究

过去国内内河枢纽建设往往多以防洪、发电等效益为主,航运建设得不到应有的重视,出现了一批碍航闸坝。以已建沅水五强溪枢纽船闸下游引航道口门区通航条件改善措施研究成果为基础,分析了已建五强溪船闸碍航原因,并提出了采用浮式导堤方案解决已建船闸下游引航道口门区急流碍航的工程措施,为今后拟建枢纽的开发建设和其它已建类似碍航枢纽下游航道通航条件改善提供借鉴。

基于事故特征分析的长江碍航风险研究

长江是我国的"黄金水道",创造超过40%的国内生产总值和约35%的外贸进出口额,是沿江地区交通物流和经济社会可持续发展的重要命脉。然而,航道拥挤、船舶压港、航道出浅等碍航事件在长江却时有发生,特别是在枯水期,严重影响了我国航运的可持续发展。针对长江的实际情况提出了基于事故特征分析的碍航风险研究思路,在现有历史水上交通安全事故数据的基础上,采取相关性分析的方法对各影响因子进行筛选,并通过贝叶斯网络建立碍航风险的网络评价模型,充分利用其在有限数据的情况下处理不确定性问题的能力,对长江碍航风险进行评价和预测。

长江中游城陵矶-湖口分汊河道洲滩演变及碍航成因探析

在归纳总结分汊河道演变特征的基础上,结合长江中游城陵矶-湖口分汊河道洲滩演变及航道条件变化的观测资料,对碍航问题的成因进行了分类剖析。结果表明:由于边界条件的制约,顺直或顺直分汊河道的长度、宽度的变化受到限制,边滩缓慢下移、心滩左右摆动;弯曲分汊河道受到进口挑流作用和弯曲汊道不断蜿蜒摆动的影响,主流频繁移位,以上因素造成一些河段内河势周期调整并伴随浅滩条件恶化,一些河段对来水来沙适应性差而频繁出浅。从本质上而讲,本河段内浅滩碍航的深层次原因是由于河床演变具有多重河型属性,低矮洲滩难以稳定,水沙输移在时间和空间上难以平稳衔接,对浅滩的治理需要注意以上特征。

多光谱遥感水深反演及其水下碍航物探测技术

针对采用传统海洋测量手段难以获取危险及争议海区的水深和水下碍航物信息,提出了基于卫星遥感进行水深反演和水下碍航物探测的新思路。探讨了多光谱遥感水深反演的数据预处理方法、遥感水深反演模型的构建及水下碍航物遥感探测方法,并开展了相应的实验验证。实验表明,采用卫星遥感手段可以快速地获取测量船只不易到达海区的水深和水下碍航物信息,研究成果对海洋测绘技术的发展具有一定的指导意义和应用价值。

山区河流滩群河段的碍航特征与整治原则分析

滩群河段广泛分布于西南山区河流,与单一滩段的航道整治相比,多个距离较近滩点形成的滩群,通航环境复杂,整治难度更大.通过对不同山区河流典型滩群的河势特点、碍航特征与整治经验的总结,归纳了滩群的碍航特征与整治时应遵循的一般原则.滩群河段的各滩点碍航特征各异,但滩群河段的主要碍航特征通常与滩群所处的长河段的河势特征有关.滩群的整治应顺应河势,注意个滩整治对相邻滩的影响,着重解决好控制性滩点的整治;对于沙卵石浅滩群,应考虑整治后各滩点间的输沙平衡。

海上沉船碍航概率风险评估

为对我国沿海水域沉船进行科学的风险评估及处置决策,确保通航船舶水上安全和畅通,基于事件树方法分析了通航船舶碰撞沉船事故的发生过程和机理,建立了沉船碍航概率风险评估模型。假定通航船舶在航路中的航迹线服从正态分布,根据沉船位置确定了通航船舶驶入碰撞航路的几何概率。根据国内外事故资料确定通航船舶发生异常而避碰失败的基准偏航概率,并考虑了风、流、能见度和交通密度等因素进行修正。通过对实际沉船碍航特性的评估,验证了该方法对沉船管理和处置决策具有实用性和可操作性。

抚远水道碍航浅滩特性及成因分析

抚远水道是黑龙江和乌苏里江的连通河道,航运开发建设意义重大,但河道基本处于自然状态,存在多处碍航浅滩。本文根据抚远水道实测水文、地形资料,分析了抚远水道水文泥沙及河床演变特征,并结合黑瞎子岛水路交通规划,针对其中3个浅滩段,分析了碍航特性,以及浅滩段的形成原因和影响因素。

长江上游龙门水道河床演变及碍航原因分析

龙门水道为长江上游重点碍航河段,兼具浅险滩和急流滩的特点。采取实测资料研究该河段近期水沙特性,以及岸线、深泓和典型断面等变化,分析龙门水道碍航原因。结果表明,龙门水道平面形态稳定,岸线和深槽位置变化很小,年际间冲淤交替。在上游水库蓄水等的影响下,来沙量减少,枯水河槽小幅冲刷。弯道段洪、枯河宽差距较大,汛期易在凸岸形成碍航浅滩;中、枯水流量下,大河村丁顺坝束水形成急流滩,弯顶右岸石梁头部的复杂流态与左岸漫滩斜流综合作用形成险滩。

分汊河段河中布置船闸水沙碍航特性研究

分汊河段的汇流口水沙条件复杂多变,为保证航道稳定及船舶航行安全,分汊河段水利枢纽平面布置时一般将通航建筑物布置于其中一个汊道的靠岸侧。受工程建设条件限制需将通航建筑物布置于分汊河段河中时,既存在流态碍航问题又存在泥沙淤积碍航问题。针对布置于分汊河段洲尾汇流段的已建桃源枢纽船闸存在的通航条件较差的问题,采用整体定床水流、定床输沙与遥控自航船模试验相结合的研究手段,开展了船闸下游口门区水沙碍航特性试验研究。结果表明:水流条件是导致流态碍航与泥沙淤积碍航的根本因素,左、右汊不同下泄水流在汇流段形成单边突扩或水流掺混交汇,致使下游口门区所处的汇流段水流流态差且推移质泥沙落淤碍航,分汊河段船闸河中布置应慎重考虑。

长江下游黑沙洲南水道河床演变及碍航特性

依据河道实测水文、地形资料对长江下游黑沙洲水道河床演变和碍航特性进行深入分析,初步提出该河段的航道整治思路。分析表明:大水年尤其是特大洪水年,河床冲淤变化相对较大,南水道过渡段左槽冲刷、右槽中下段淤积现象明显。主要原因是洪水期南水道过渡段漫滩水流增强,左槽分流沿程增加、右槽分流沿程减小,江中心滩束流作用有限,处于缓流区的右槽下段输沙能力不足,汛后冲刷不充分。航道整治的基本思路为稳定相对有利的滩槽格局,拦截漫滩水流、限制左槽的进一步冲刷发展、增强南水道右槽水流的冲刷能力。

一种基于海图水深的碍航区自动提取方法

航碍区的提取是舰船航线分析与自动生成的基础。文中提出了一种基于海图水深的碍航区自动提取方法。该方法通过水深三角网的约束构建,安全等深线的自动追踪和碍航区的分析,实现了碍航区自动生成和表达。实验证明,所提方法可以根据安全水深变化,自动提取适应于不同舰船的碍航区。

一种碍航区自动提取的方法

提出了一种构建碍航区的方法,利用非闭合等深线和三角网边界线的拓扑关系自动分割多边形区域,依据分割区域边界上的水深值确定区域是否碍航;综合考虑人工碍航区、点状碍航物等因素,完备了海区碍航区集合。实验证明,所提方法切实可行,有效地完善了舰船航线自动生成的理论基础。

桃源沅水大桥碍航问题试验研究

桃源沅水大桥桥位严重影响该河段的通航水流条件 ,采用河工模型试验进行整治方案研究 ,得出了较优的整治方案。简要介绍了模型设计、验证及方案试验情况。该整治工程已按推荐方案施工 ,整治效果显著。