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《泥沙研究》1993年第1～4期目录

泥沙研究 1993年第4期 108-108页

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黄河内蒙古河段近期演变规律分析

人民黄河 1996年第9期18卷 43-44页

作者：侯素珍黄委会水科院

黄河内蒙古河段近期演变规律分析侯素珍（黄委会水科院郑州４５０００３）黄河上一些大型水库投入运用后，取得了巨大的经济效益和社会效益，为工农业发展提供了大量电力能源，使农业灌溉得到了保证，但同时也引起了黄河流域生态环境的... 详细信息

黄河内蒙古河段近期演变规律分析侯素珍（黄委会水科院郑州４５０００３）黄河上一些大型水库投入运用后，取得了巨大的经济效益和社会效益，为工农业发展提供了大量电力能源，使农业灌溉得到了保证，但同时也引起了黄河流域生态环境的重大变化，对河道本身也有一定的影响...

关键词：黄河河道演变水沙变化河床冲淤

汉江雅口枢纽坝下河道冲淤及水面线变化数值模拟

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人民长江 2019年第11期50卷 37-43页

作者：郭海晋邴建平余明辉汪飞长江水利委员会水文局湖北武汉430010 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

丹江口水库大坝加高完成、南水北调中线工程通水后,改变了汉江中下游水沙条件,梯级水库建设亦将改变河道边界条件。以汉江中游雅口至碾盘山河段为研究对象,采用一维水沙数学模型,研究了梯级水库运行后的河床冲淤变化及其对水面线的影响... 详细信息

丹江口水库大坝加高完成、南水北调中线工程通水后,改变了汉江中下游水沙条件,梯级水库建设亦将改变河道边界条件。以汉江中游雅口至碾盘山河段为研究对象,采用一维水沙数学模型,研究了梯级水库运行后的河床冲淤变化及其对水面线的影响。研究结果表明:碾盘山枢纽未建时,雅口枢纽坝下河道呈整体冲刷态势,坝下河道水面线受河床冲刷下切而降低;碾盘山枢纽建成后,雅口枢纽坝下河道冲淤变化表现为近坝段微冲,其余河段淤积,总体呈淤积态势,河段水面线受河床淤积而抬升。研究成果可为枢纽工程、航道整治、防洪工程等设计和论证提供科学依据。

关键词：河床冲淤水面线一维水沙数学模型雅口航运枢纽碾盘山枢纽

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渗渠取水量影响因素试验研究

渗渠取水量影响因素试验研究

作者：程琨石河子大学

学位级别：硕士

渗渠取水越来越多地在给水工程中得到应用,成为城市和工业建设的一项重要工程。其方法是将渗滤取水装置固定在河床或河漫滩下一定深度处,利用其上部天然滤床或在其上部做人工反滤层,用自身水头对天然河水进行渗滤处理,集取河流垂直渗透... 详细信息

渗渠取水越来越多地在给水工程中得到应用,成为城市和工业建设的一项重要工程。其方法是将渗滤取水装置固定在河床或河漫滩下一定深度处,利用其上部天然滤床或在其上部做人工反滤层,用自身水头对天然河水进行渗滤处理,集取河流垂直渗透水,实现了净水与排沙同步运行,清混分开,是一种非全流过滤,实现了直接利用地表水资源作为工农业生产和城市水源的目的,具有很强的推广价值。取水量是否达到设计要求是衡量渗渠成功与否的关键,本文在理论分析的基础上,结合室内模型试验,对集取地表水渗渠取水量的若干影响因素进行了分析研究,主要取得的研究成果有: 1.对同种反滤层渗渠在来水为清水和浑水情况下的取水量进行了对比研究,得出明渠水流挟带的细颗粒泥沙落淤形成的泥膜会导致反滤层渗透系数减小,影响渗渠取水量,且泥膜越厚,影响越严重。 2.通过对自然界含水层水流运动特性分析,运用渗流理论研究了渗渠反滤层渗透特性,运用源汇理论分析了渗渠取水时反滤层内部压力变化过程,建立了渗渠取水时反滤层内部压力变化的流体力学方程。 3.运用河渠水流挟沙理论,研究分析了渗渠上部明渠来水挟沙能力引起的明渠河床冲淤变化,河床冲淤导致渗渠反滤层渗透系数变化。保证明渠水流具有一定的流速,满足明渠水流含沙颗粒推移运动,实现泥沙颗粒向下游输送的条件,对维持渗渠反滤层结构稳定具有重要作用。 4.通过对河床取水渗渠常用公式分析,进一步阐述了渗渠的结构尺寸及埋设条件对渗渠取水量的影响,提出了渗渠设计时结构尺寸及埋设方式的选择原则。

关键词：渗渠影响因素反滤层设计渗透特性河床冲淤

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弯曲型交汇河口三维水沙数值模拟研究

弯曲型交汇河口三维水沙数值模拟研究

作者：何勇大连理工大学

学位级别：硕士

天然河道蜿蜒曲折,河道与河道交汇形成交汇河口,对水运的发展起着控制作用。由于交汇河口紊动混掺强烈,雷诺应力大,从而造成较大的局部能量损失,泥沙易在此沉积,形成浅滩和江心洲,影响河床的演变和水运的发展,因此研究交汇水流,特别是... 详细信息

天然河道蜿蜒曲折,河道与河道交汇形成交汇河口,对水运的发展起着控制作用。由于交汇河口紊动混掺强烈,雷诺应力大,从而造成较大的局部能量损失,泥沙易在此沉积,形成浅滩和江心洲,影响河床的演变和水运的发展,因此研究交汇水流,特别是弯曲型交汇水流和交汇口泥沙输移具有重要的实际意义。FLOW3D和MIKE3是水利工程中常用的软件,可以进行水动力、泥沙、污染物等相关数值模拟,其中FLOW3D以完整的N.S方程为控制方程,MIKE3以静压假定的三维浅水方程为控制方程,本文以经典试验来进行两种模型的验证和对比,并根据模型验证结果采取适合的工具,进行后续研究。首先,本文以休克莱弯道试验,通过水位和流速的对比对模型进行弯道水流的验证;以Shumate直渠交汇试验,通过将水位、分离区大小、横向流速、纵向流速的试验值与模拟值进行对比来进行交汇水流验证;以曾庆华120弯道泥沙冲淤试验,通过将典型断面床底高程变化的试验值与模拟值进行比对来进行泥沙冲淤模块验证。并根据验证结果选择合适的工具。然后,用所选择的模型,建立凹岸交汇和凸岸交汇的弯曲型交汇模型,对于凹岸和凸岸交汇,均模拟流量比分别为0.75、0.417、0.25三种工况,通过分析每种工况下的水位、流场、分离区大小和流线来分析不同流量比和不同岸交汇对于交汇河口水流特性的影响。最后,本文对不同工况下模拟的流场作为泥沙冲淤模块的初始条件,添加泥沙冲淤模块,来进行不同流量比和不同岸交汇情况下的河床冲淤模拟。

关键词：三维数值模拟弯曲型交汇河口水力特性河床冲淤

泰州长江公路大桥中塔深水大型沉井基础施工技术

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泰州长江公路大桥中塔深水大型沉井基础施工技术

作者：高纪兵重庆交通大学

学位级别：硕士

随着我国桥梁建设向宽阔水域、外海发展,一座座跨江河跨海的特大型桥梁应运而生,而沉井基础作为大跨度桥梁中较为常用的基础形式之一,有着广泛的应用前景。目前特大型深水沉井基础施工技术面临很多世界性难题,且在国内还没有设计、施工... 详细信息

随着我国桥梁建设向宽阔水域、外海发展,一座座跨江河跨海的特大型桥梁应运而生,而沉井基础作为大跨度桥梁中较为常用的基础形式之一,有着广泛的应用前景。目前特大型深水沉井基础施工技术面临很多世界性难题,且在国内还没有设计、施工实践提供参考,这方面的研究也少见报道,国外已有的深水基础施工技术能否满足国内深水沉井施工要求,还需结合我国实情和具体桥梁工程进行认真研究。因此依托在建的泰州大桥中塔沉井基础工程,对特大型深水沉井的关键技术进行研究具有非常重要的理论及实际意义。结合现场试验、模型试验、数值模拟和理论分析研究了沉井浮运、沉井位区的河床冲淤变化、下沉定位系统、混凝土浇筑及封底施工工艺、摆振运动形态、施工安全监控系统和施工风险。探讨了沉井浮运时在不同水流速、风速、不同吃水深度工况下的水流阻力及空气阻力情况,分析了沉井位区河床的冲淤变化对沉井精确定位的影响,对不同的碎石粒径保护沉井位区河床底部后的冲刷特征进行了研究。利用数值模拟和规范公式对“钢锚墩+锚系”的半刚性体系进行了计算分析,提出了一些具体的定位措施。考虑沉井侧壁摩阻力作用,对沉井的混凝土施工工艺及封底方案进行了比选分析,并结合数值模拟结果,分析了沉井混凝土施工对河床的影响。探讨了沉井不同风速、流速和锚缆作用下的沉井摆振运动情况。分析了沉井施工全过程的监测情况,对沉井施工的各个风险因素进行定性分析,提出了沉井施工的一些新技术和新方法。研究结果表明,在沉井浮运中沉井迎风面的空气阻力和井孔内壁面的空气阻力不可忽略,随着浮运速度的增大,圆角矩形沉井内壁挡水作用发挥较明显;沉井的河床冲淤变化与沉井的定位、水流力的大小、方向存在着相应关系,利用局部偏位吸泥、冲刷后补抛整平等措施对河床护底有较好的效果,能满足沉井施工期度汛安全,并可增加沉井的整体稳定性;沉井定位采用“钢锚墩+锚系”的半刚性体系时,定位比较精确,操作方便,但应注意河床冲刷和扰动的影响;沉井的封底混凝土施工工艺采用先中间、后四角、最后周边井孔的浇筑顺序较为适宜;由于沉井质量大、且处于深水中、加之水流作用力的影响,沉井出现摆振,并提出了相应的抑振措施;在沉井全过程的安全监控系统中,研发了基于GPS-RTK技术的实时几何姿态监控系统,提出了安全评价和安全警戒模型,对沉井施工的安全性进行预测预报;对沉井施工的各个影响因素进行了定性分析,并提出了相应的规避风险的防治措施。

关键词：沉井基础河床冲淤预防对策沉井浮运沉井定位沉井下沉技术沉井监测

近30年来长江口北支滩涂围垦对水动力和河槽冲淤演变影响分析

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近30年来长江口北支滩涂围垦对水动力和河槽冲淤演变影响分析

作者：宋泽坤华东师范大学

学位级别：硕士

河口海岸围垦工程的建设会改变原有的海岸线,使工程水域的流场发生改变,影响泥沙的运移,进而改变了原有海床长期稳定的冲淤状态,使海底地形重新调整以适应变化了的水流、泥沙动力场。不合理的围海造地往往会对周边海域造成一定的负面影... 详细信息

河口海岸围垦工程的建设会改变原有的海岸线,使工程水域的流场发生改变,影响泥沙的运移,进而改变了原有海床长期稳定的冲淤状态,使海底地形重新调整以适应变化了的水流、泥沙动力场。不合理的围海造地往往会对周边海域造成一定的负面影响,因此在工程建设的初期进行海域使用的可行性论证是十分必要的。北支是长江河口一级入海汉道,近50年来位于北支南岸的崇明北滩围垦面积达406km2,占上海市围垦土地总面积的40%。围涂使得北支岸线边界条件发生变化,径流作用减弱,潮流作用增强,引发涌潮、盐水倒灌南支现象频发。因此,围涂成为影响北支水动力环境和河槽冲淤演变的主要控制因子。在人类驱动力日益增强的当下,以北支滩涂围垦为例研究工程活动对北支水动力环境、泥沙含量变化和河床冲淤演变趋势的影响具有重要的理论意义。本文主要利用近30年来长江口北支及邻近水域的实测水文和地形资料,从二维垂向水流、悬浮泥沙运动和地貌演变的基本方程和理论出发,利用MIKE21FM构建长江口—杭州湾二维垂向平均潮流、悬浮泥沙运动和地貌演变数学模型,并用实测资料对模型的可靠性进行了验证。在模型验证可靠的基础上,设定了三个计算方案：1)1981年北支地形和岸线;2)2004年北支地形和岸线;3)2004年北支地形和缩窄工程规划后北支的岸线。进行探讨1981～2004年长周期、大范围滩涂围垦以及2004年北支缩窄工程实施后水动力环境、悬沙的变化以及河床冲淤演变。首先利用建立的潮流模型模拟计算了三个计算方案下的水动力环境,得到了三个计算方案下的北支的平均潮位、高低潮位、涨落流速和潮量。分析了1981～2004年长周期滩涂围垦以及2004年北支缩窄工程实施后北支平均潮位、高低潮位、涨落流速和潮量的变化。其次利用悬浮泥沙输运模型模拟计算了三个计算方案下的泥沙动力环境,得到了三个计算方案下的北支的悬沙含量和河床冲淤演变特征。分析了1981～2004年长周期滩涂围垦以及2004年北支缩窄工程实施后北支含沙量和河床冲淤演变特征的变化。揭示由滩涂围垦导致北支河槽冲淤变化的机制,对今后河口地区滩涂科学的围垦和北支今后的整治提供科学依据。模拟结果表明：1981～2004年长周期滩涂围垦使得,(1)北支大部分河段平均潮位均有不同程度的降低;平均高潮位除了大新港河段外,其余河段均有上升。而北支各段平均低潮位则不同的下降;(2)由于河宽的束窄,入口段崇头断面涨潮量下降46.2%,落潮量下降68.1%。出口段连兴港断面涨潮量下降13.7%,落潮量下降22.3%;(3)涨、落潮流动力方面,1981～2004年间的围垦导致涨潮流速增大,落潮流速减小,北支涨、落潮流的强弱关系发生了根本性的变化;(4)1981～2004年间除了连兴港河段含沙量略有下降之外其余河都有明显的增大,但是北支涨潮时刻含沙量大于落潮时刻的性质并没有改变,反而略有增强;(5)1981年北支总体上呈现冲刷、淤积各半的冲淤特征,而2004年的北支则总体表现为淤积。1981年至2004年间的围垦使北支涨潮动力的增强,而且涨潮时段含沙量增加明显;落潮动力减弱,涨潮携带的外海泥沙在落潮时易于在北支落淤,而且落潮时段含沙量增加则相对于涨潮时段增幅较小。因此北支进出泥沙通量不平衡是导致2004年北支表现为总体淤积的主要原因,而涨、落潮流动力和含沙量的变化是北支冲淤演变的主要动力机制。北支缩窄工程实施后,(1)北支沿程的平均潮位基本保持不变;整个河道的平均高潮位都表现为不同程度的降低。平均低潮位的变化表现有增有减,但是变化幅度相对不明显：(2)崇头断面涨潮量下降9.5%,落潮量下降4.3%。连兴港断面涨潮量下降30.6%,落潮量下降30.2%。(3)涨、落潮流动力方面,缩窄工程后涨潮流流速有不同的减小;而落潮流总体表现为增大。北支涨潮流占主要优势的河槽性质没有发生根本性变化。但是工程后由于涨潮流流速的减小,落潮流流速的增大,涨落潮流动力的差距有所减缓;(4)北支缩窄工程后,北支总体上仍保持较高的含沙量,而且涨潮时段含沙量依然大于落潮时段。从全河段来看含沙量均有不同程度的下降;(5)缩窄工程后北支冲淤状况与2004年基本保持一致,但部分河段淤积强度略有减缓,局部冲刷范围有所增大。缩窄工程导致冲淤变化的动力机制为：缩窄工程以后,北支河道整体涨潮动力有所减弱,落潮动力略有增强;而在含沙量方面,涨潮时段含沙量有所减小,落潮时段含沙量有所增大。因此进入北支的泥沙通量下降,而北支输出泥沙通量增加,北支淤积情况略有减缓。

关键词：长江口北支围垦工程河床冲淤潮流泥沙模型 MIKE21

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穿黄工程线路比选试验研究

长江科学院院报 2002年第B9期19卷 44-46页

作者：黄建成马秀琴李飞惠钢桥长江科学院河流研究所湖北武汉430010

在实体模型试验基础上,对穿黄工程隧洞方案和渡槽方案进行了不同过河线路的比较,通过对河势、水位、流速及河床冲淤几方面的试验研究,认为孤柏嘴线隧洞方案优于其他穿黄线路方案,不同线路的渡槽方案虽各有优缺点,但均是可行的。

关键词：穿黄工程线路比选河势河床冲淤

180°弯曲水槽内床面冲淤演化过程数值模拟

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长江科学院院报 2014年第9期31卷 1-5页

作者：赵丹禄邢岩艾丛芳天津大学仁爱学院建筑工程系天津301636 大连理工大学水利工程学院大连116024 长江科学院水力学研究所武汉430010

为准确掌握180°弯曲水槽内床面冲淤特征及其演化过程,采用基于非结构化三角形网格的三维流动和地形冲淤数值模型对180°弯曲水槽内床面的冲淤演化过程进行复演。运用标准k-ε紊流模型和显式2步投影方法求解RANS方程,推移质输沙率选取Va... 详细信息

为准确掌握180°弯曲水槽内床面冲淤特征及其演化过程,采用基于非结构化三角形网格的三维流动和地形冲淤数值模型对180°弯曲水槽内床面的冲淤演化过程进行复演。运用标准k-ε紊流模型和显式2步投影方法求解RANS方程,推移质输沙率选取Van Rijn输沙公式计算,对于二次流强度较强、横向坡度对输沙方向影响较大的强弯曲水槽,采用方便实用的Engelund方法计算横向底坡所引起的输沙方向的偏移,同时对河床变形所引起的河床临界起动切应力变化进行修正及对流动和地形冲淤相同时间步模拟非恒定的河床冲淤演化过程。与试验测量结果对比显示:数值模型对强弯曲水槽冲淤特征有较好的模拟效果;Engelund方法对计算输沙方向偏移角度具有明显的改进;模型同样也具备复演内床面非恒定冲淤演化过程的能力。

关键词：弯曲水槽河床冲淤二次流横向底坡非结构化网格