大连普湾新区海湾整治工程泥沙基本水力特性试验研究

结合大连普湾新区海湾整治工程要求,在拟建工程区域内进行采样,在对沙样进行颗粒分析的基础上对采样泥沙的沉降、起动和沉积密实特性进行了室内水槽试验。试验表明,本区泥沙的静水沉降速度平均值在0.087～0.303cm/s之间;动水沉降的断面中间层含沙量沿程变化和随时间变化符合指数曲线;泥沙的起动试验值基本符合所选经验公式的计算值,因此经验公式可用来估算实际波浪、水流作用下的起动参数;本区泥沙静水沉积密实所需时间约为2.6天。

辽东湾北部海域悬浮泥沙时空变化遥感定量研究

将辽东湾北部浅海海域划分为12个区,对各区悬沙浓度进行了定量计算,进而分析了悬沙的时空变化,探讨了影响悬沙高值区出现的因素和辽东湾北部海域悬沙的输移方向。结果表明:风速对于海域整体悬沙浓度和浑水区出现的范围有明显影响;辽东湾北部海域悬浮泥沙浓度高值区的出现与风向和潮流的方向有关,而与风速关系不大;近岸地区,涨潮表层平均悬沙浓度明显比落潮时大5,～10m的深水区,落潮表层平均悬沙浓度明显高于涨潮;涨潮悬沙输移主要表现为SW—NE方向,落潮则相反。

威海湾海域治理工程物理模型试验研究

针对威海湾合庆山庄至东山宾馆区段综合治理工程中的护岸部分,进行局部整体稳定和人工沙滩剖面物理模型试验,验证各部分结构在不同水位波浪条件下的稳定性、顶高程的合理性,并提出优化方案。通过模型试验可知,饭店段内凹处、外凸端部,斜坡护岸段与两端结构相交处,由于波能集中严重,原设计护底块石失稳,且上水严重,通过增加块体重量、抬高护底块石顶高程和抛填礁石等措施,可保证结构安全;人工沙滩土工袋在各种水位和波浪条件下均能保持稳定,极端高水位、50 a一遇波浪作用下,部分泥沙越过充填土工袋和胸墙,大部分的泥沙冲淤局限在沙滩段,沙滩最大的冲刷深度约1.5 m,淤积厚度约为0.9 m。

烟台港西港区一期工程引堤护面稳定性试验研究

本文通过波浪物理模型试验,对烟台港西港区一起工程引堤护面结构稳定性开展研究,试验结果表明:在引堤圆弧段、连接段及直段100m范围内采用19t扭王字块体或扭工字块体,在坡度为1:2的情况下护面结构可保持稳定,同时采用扭工字块体上水情况好于扭王字块。

水运工程中物理模型试验造波机的发展与应用

文中首先对模型试验中造波机的分类和发展历程进行梳理,进而对交通运输部天津水运工程科学研究院所拥有的水槽造波机、水池造波机、L型造波机以及大比尺水槽造波机进行了介绍,最后分析了造波机的日常维护和保养措施。

人工沙滩亲水段泥沙淤积试验研究

利用潮流泥沙物理模型方法,依据工程区域的水文泥沙等有关资料,对人工沙滩在潮汐作用下的泥沙淤积特征进行了试验研究。①研究工程实施前后的港区水域流场运动规律;②研究工程实施后的防波堤内、外侧水域的流场分布变化情况;③研究工程实施后,港池、航道、人工沙滩等各地段的涨、落潮流速、流向情况;④研究游艇港港池的淤积强度,数量及分布特征;⑤研究人工沙滩及其周围水域的淤积强度。其成果为工程的设计提供科学依据。

山区狭窄河段航电枢纽工程施工导流设计及试验

清水江旁海航电枢纽工程的坝址处于山区狭窄河段,不具备船闸和厂房两岸同时施工的工作条件。结合山区河流洪水流量大历时短、洪枯水流量比大等特点,充分考虑厂房尽早投产发电的原则,提出采取分期导流、过水围堰的设计方案,即一期围电站厂房及部分泄水闸,二期采用过水围堰与已建泄水闸同时泄流的方式,并建立比尺1100的正态定床物理模型,对设计方案的导流效果进行验证。结果表明,方案的各设计指标能够满足要求,成果可供类似工程提供参考。

三峡蓄水后宜昌至武汉段新水沙特性研究

文章采用Mann-Kendall非参数秩次检验法,分析宜昌站和汉口站来水来沙数据的变化趋势和突变情况,研究三峡工程蓄水运用后宜昌至武汉河段的新水沙特性。结果表明,三峡水库的运行调平了流量过程,使得枯水期缩短,中水期延长;三峡水库开始运用后,两站年输沙量和部分月份月输沙量发生突变,输沙量急剧减少;进入宜昌至武汉河段的泥沙大幅度减少,几乎可以认为是"清水"下泄;出库"清水"从沿程河床获取泥沙后不饱和度降低,输沙量得到一定程度恢复。

长江中游典型河段整治关键参数的应用研究

利用数值模拟手段,针对长江中游藕池口河段、牯牛沙河段典型碍航浅滩,将三峡水利枢纽运用后新的航道整治参数确定方法应用到具体河段航道整治工程中,对航道整治关键参数进行实践检验,为相关研究提供应用基础。数学模型计算结果表明:在此种整治参数下,经过典型水文过程后可达到规划的航道尺度,整治工程达到了预期的整治效果,新的航道整治参数理论成果适用于目前三峡水利枢纽运用后长江中游浅滩的航道整治。

船坞虹吸双廊道消能特性及其体型优化研究

结合某修船坞虹吸双灌水廊道模型试验,建立了其水力特性的三维数值计算模型,使用驼峰压强和灌水流量的试验值验证了数值模型的可靠性。通过分析消能段湍流动能和耗散率发现,消能立柱作用并不明显,水流动能的消散主要靠隔墙立柱后方的水流摩擦和与壁面碰撞。对比设计方案和修改方案的消能段前部流场发现,取消导墙可以改善流态。无导墙的三个修改方案中,灌水流量均有较大提升,取消隔墙立柱后,隔墙上方过流面积增大,降低了水流的掺混程度。综合方案比选,选择对廊道体型改变较少的方案二作为最优方案。

柳江锁匙筒滩多汊河型的混合底质滩险整治方法研究

针对柳江中游锁匙筒滩分汊、出浅、急、险、混合底质碍航特性,确立了相应的航道整治原则及思路,考虑到该河段滩险众多,且上下游滩险关系密切,重点分析了下游水位降落对本滩整治的影响,并通过定床输沙试验对各分汊整治方案开展了进一步研究与论证。最终经过整治工程量、航道适应性、施工条件等方面对锁匙筒滩航道线路进行了比选,推荐左汊为锁匙筒滩线路方案,为本滩汊道遴选提供了依据。

码头大型构件出运敏感性分析研究

随着码头建设大型化的发展,采用陆上气囊接力和海上半潜驳浮运相结合的方法出运大型码头构件已成为主流的施工工艺。本文结合相关规范,系统分析了大型构件移运全过程中不同参数的计算和校核方法,主要包括气囊选择的敏感性、牵引系统的敏感性、构件在甲板上布置的敏感性、作业潮位的敏感性和半潜驳下潜卸载过程的敏感性,并开发了相关分析软件,可应用于相关工程的实施。

山区河道粗颗粒床面垂线流速分布规律试验研究

粗颗粒床面普遍存在于山区河道中,在浅水条件下,水深与床面颗粒粒径的比值h/d较小,此时河道中水流垂线流速分布难以用传统的对数公式或对数补偿公式进行准确描述。在室内概化水槽中,利用玻璃珠及乒乓球模拟粗颗粒床沙,对不同h/d下的垂线流速分布规律进行了系统的试验研究。前人研究发现,不同淹没度(h/d)下的理论床面取值并不统一。考虑到工程应用方便,作者采用普通粗糙床面河道下的理论床面值,即y0为0.2d。将试验测得数据进行无量纲化处理后与对数补偿公式计算得到的理论值对比,并率定公式中的系数B与尾流系数Π到最佳。结果表明:当h/d较小时,系数B随着h/d的增大减小,尾流系数Π随着h/d的增大而增大;而当h/d较大时,B与Π都趋于一个常数。最后,建立了适用于山区粗颗粒卵砾石泥沙河道的垂线流速分布公式,并将其与众多前人试验数据进行拟合检验。检验结果表明,作者提出的垂线流速分布公式具有较高的计算精度,同时对于普通粗糙床面河道,该公式也具有很好的适应性。

大洑潭已建船闸下游航道通航水流条件改善措施研究

已建大洑潭船闸位于分汊河段江心洲侧。针对船闸下游引航道口门区斜流及回流较大、洲尾两汊汇流区斜流较大、船舶无法安全通航的问题,提出改善措施,并采用1∶80正态整体水工物理模型,对各整治方案进行验证。结果表明,推荐的适当延长船闸下游导航墙长度、洲尾新建顺坝的整治措施可以有效改善船闸下游通航水流条件。

柳江中游复杂滩险演变与整治研究

通过系统研究与掌握柳江中游不同类型滩险特性,对重点滩险进行了分类,并理论分析其演变特征及碍航特性,对研究河段目标河型的选择、整治时机的选择、整治思路和方法、工程区及其布局进行了进一步分析,总结了航道整治工程参数确定的理论和方法,集成研究了不同类型滩险整治原则及整治技术,为柳江中游航道治理工程工作的开展提供了技术支撑。

对《船闸总体设计规范》中引航道布置及尺度的讨论

在《船闸总体设计规范》中规定了引航道尺度及布置,以指导工程设计,但签于山区河流枢纽船闸受地质、地形条件的影响,尤其受边界条件的制约,很难满足规范要求.为此,根据枢纽船闸引航道的工程实践,对引航道长度、宽度、制动段、布置形式及停泊位置等问题,进行实践与规范的对照、比较和讨论,提出山区河流枢纽船闸引航道长度可适当缩短,口门可不加宽;引航道布置可为半开敞的直线式、曲线式;停泊段可设在引航道扩大段或口门区内等建议.通过原型代表船型及船队的检验,以供规范修订时参考.

多因素作用下的西江梧州河段枯水水位下落

通过地形和水文数据,分析了长洲枢纽建设前后坝下西江梧州河段的河床演变及枯水水位下落过程。研究表明:长洲枢纽开工前,梧州水文站同流量下的枯水水位已大幅下落;枢纽建设期间,梧州水文站同流量下的枯水水位基本稳定;枢纽运行最初的3年间,梧州水文站与坝下引航道的枯水水位再次大幅下降,而坝下引航道的水位下落幅度明显大于梧州水文站。根据长洲枢纽坝下水位下落的特点及近坝段的河床演变情况,认为:长洲枢纽坝下水位下落由自然冲淤、采砂、航道整治工程等多因素共同作用所致,其中,采砂和航道整治工程是造成目前水位下落的主要原因。

长洲枢纽坝下河段水沙变化及河床变形分析

分析梧州水文站1955—2010年近50年的水沙系列数据及长洲枢纽建设前后2002—2011年间坝下近坝段的地形变化。结果表明:西江径流变化相对平稳,而来沙变化经历了3个时段,自2003年起梧州水文站输沙量及含沙量急剧减小,虽然其变化的时间在长洲枢纽建设前后,但长洲枢纽的建设并非是造成坝下梧州水文站输沙量和含沙量减小的主要原因;长洲枢纽建设前后河床的剧烈变形,主要为河道采砂和航道升级整治所造成。

台风作用下琼州海峡海域波浪特征分析

通过在拟建琼州海峡跨海大桥西线方案主通航孔位置布置波浪测点,采集到2012年13号台风"启德"和23号台风"山神"期间波浪数据,结合两场台风期间波浪频谱和方向谱的变化,分析了该区域在台风期间的波浪特征,并进一步对风浪和涌浪进行了判别。研究结果表明:1)台风"启德"期间,海域波浪谱峰周期在3.3~8.0 s之间,最大谱峰值为7.92 m2/s,波浪方向为W^N向,且频谱和方向谱的变化过程反映了风浪到涌浪的转变;2)台风"山神"期间,海域波浪谱峰周期在5.0~6.5 s之间,最大谱峰值为2.70 m2/s,波浪方向为E^ESE向,波浪以风浪为主;3)琼州海峡海域大周期波浪主要受到台风引起的涌浪影响,涌浪周期的范围大约在6.5~10.0 s之间。

SWAN和MOHID联合模型在连云港港30万吨级航道建设中的应用

根据连云港海域的特点,建立能考虑风浪影响的三维潮流、泥沙数学模型,对真实的"韦帕"台风作用下的潮流场和泥沙场进行模拟,力求更合理地反映近岸泥沙运动规律。数学模型计算得到的流场、含沙量场和航道回淤结果与现场实测资料进行验证,二者吻合较好。在此基础上,对连云港港30万吨级航道在"韦帕"台风作用下的回淤情况进行了预测,给出了航道的沿程淤强分布,为航道的设计提供依据。