台阶式丁坝水动力特性及防冲效应

丁坝是航道整治工程中广泛采用的一种整治建筑物,然而丁坝坝头复杂的水流结构,常导致坝头局部冲刷,易诱发丁坝水毁。为减弱坝头的水流动力,提出了设置台阶式坝头的新型丁坝结构形式,并通过水槽试验研究了台阶式丁坝的水动力特性及冲淤特征。研究表明,台阶式坝头能逐级分散坝头的集中绕流,消弱坝头脱离涡的涡量强度,而台阶的台面也能逐级阻挡坝头下潜流,消弱其对床面的直接冲击;同时,台阶台面具有挑流作用,使得最大流速或最大紊动强度区相应外移,也有利于坝头的稳定。试验还研究了台阶级数、宽度以及坝身下游边坡是否设置台阶等对控制局部冲刷坑的影响。试验发现,台阶级数相对越多,宽度越宽,其减小局部冲刷的效果越好;坝身下游边坡设置台阶增大了台阶台面阻挡下潜流及挑流的面积,也有利于控制局部冲刷的发展。     

丁坝局部冲刷研究现状与展望

分别从丁坝附近水流结构、回流区范围、坝头局部冲刷机理、坝头局部冲刷影响因素和坝头最大冲深计算公式5个方面回顾了丁坝冲刷研究成果,认为:①水流结构是开展后续研究的基础;②相对回流区长度与断面缩窄比是否存在相关关系、相对回流区长度野外观测值与概化公式为何差距甚远、对坝头局部冲刷有重要影响的各因素中哪一个或哪几个占主导等问题尚无定论;③对于坝头局部最大冲深影响因素的研究甚多,但有些因素的研究结果不一,还有一些对冲深有重要影响的因素研究很少;④丁坝坝头局部最大冲深的计算公式一直存在理论性不强的缺陷。     

透水框架在改进丁坝结构型式上的应用

丁坝坝头绕流呈复杂的三维结构,常导致坝头局部冲刷,易诱发丁坝水毁。为改善丁坝坝头的水流条件,利用四面体透水框架对常规丁坝结构型式作了有益改进,即将常规丁坝的实体坝头改成由四面体透水框架铰接而成的透水坝头,并通过水槽试验研究其水动力特性及冲淤特性。研究表明,透水坝头能有效分散坝头集中绕流,减弱坝头脱离涡的形成条件,并阻滞下潜流,相应地,坝头局部冲刷坑深度也得到有效控制。此外,试验还研究了透水坝头透空率以及长度对局部冲刷的影响。研究发现,存在一个最优透空率,使得透水坝头控制坝头局部冲刷的效果最好,透水坝头的透空率过大或过小时,透水坝头对局部冲刷坑深度的控制有限。另外,在坝头绕流的影响范围内,随着透水坝头长度的增加,其减小坝头局部冲刷的效果越好,当透水坝头长度超过这一范围后,透水坝头长度的增加对减小坝头局部冲刷的效果不再明显。     

丁坝群附近流场及局部冲刷的三维数值模拟

为探索丁坝群附近水流流场,揭示其局部冲刷的形成机理,该文采用Flow-3d软件,选取RNG k-ε湍流模型和以希尔兹(Shields)数为基础的泥沙推移质输沙率模型对上挑丁坝群的周围流场分布和局部冲刷进行了三维数值模拟。研究发现,丁坝群间涡系结构复杂,第一座丁坝坝头处有一对反向的旋涡和下潜水流,切应力达到最大值,使得该位置有较大冲刷坑发生,解释了冲刷机理。冲刷坑的模拟深度和范围与实验结果吻合较好,表明该模型可以用于丁坝群及相关河道整治工程的流场和冲刷坑计算。     

丁坝坝身侧冲刷坑控制与治理工程措施初探

丁坝是最常用的河工建筑物之一,时常由于水流力学性能的不确定性,在丁坝坝身侧形成较大的回流冲刷坑,威胁着丁坝稳定与安全.采用勾坝或丁勾坝结构形式,能够有效控制冲坑的发育与扩散,可以保护丁坝安全.崇明岛六效港东11号丁坝,自2000年以来回流冲刷坑不断发育扩展,到2001年10月,在丁坝西侧形成了坑深达-7.5 m,坑长达99.3 m,坑宽达38.2 m的近似椭球型冲刷坑,极大地威胁着丁坝安全和该段河床河势稳定.通过河势分析,决定采取在丁坝西侧冲刷坑外尖嘴部位建一条勾坝方案进行治理.接长加高后的勾坝设计参数为勾坝坝根顶高程为1.5 m,比丁坝坝面高程低0.7 m,勾坝坝头顶面高程1.0,相应河床高程-1.6 m,坝顶宽度与内外侧坡比保持不变.接长后勾坝长度为62.9 m.2003年1月,对接长加高后的勾坝实测水下地形后发现,坝后冲坑有所回淤,坝前河床基本稳定,回流冲刷坑得到了有效控制.     

青草沙水库北堤丁坝群保滩工程冲刷特性试验研究

该文采用定床试验和动床试验相结合的研究方法研究青草沙水库北堤丁坝群的坝田区流态和坝头区冲刷特性,分析软体排对丁坝坝头及坝田区的防冲刷效果。结果表明,丁坝群护岸保滩作用效果良好;在丁坝坝头近区局部流速较大,极易造成坝头局部冲坑深度较大,不利于坝头稳定;在坝头区设置软体排可以保护丁坝坝头,使其有效避免冲刷破坏影响。     

长江口典型丁坝坝头冲深计算模式选择与验证

根据长江口的水文泥沙特性和丁坝的特征 .探讨了适合于长江口典型丁坝坝头最大冲深计算的模式 ,为丁坝坝头冲刷坑深度计算和判断冲刷坑的稳定性提供依据 .并给出了适合于长江口典型丁坝坝头床沙起冲流速的估算式 .     

丁坝冲刷及整流桩防护措施研究

通过丁坝局部模型试验，进一步研究了丁坝冲刷机理。在此基础上，针对丁坝防护问题，提出了在丁坝坝体布议整流桩这样一种新型的防护措施。相应的模型试验结果表明，整流桩可有效改善丁坝坝头局部水流结构，进而使丁坝坝头冲刷坑深度减小，最大冲刷部位发生偏离，有利于丁坝的稳定。     

丁坝坝头冲刷坑的终极深度及其过程

根据丁坝坝头局部冲刷的终级冲深和冲刷坑深度的发展规律，计算了丁坝坝头局部冲刷在一次水文过程中的最大深度，并用此方法估算了长江口航道整治工程中１６条整治丁坝坝头冲刷坑的深度，与崇明岛丁坝调查结果相比较，估算结果是合理的。     

长兴岛南沿丁坝坝头冲刷坑深度探析

利用长江口已经验证的典型丁坝坝头冲刷坑计算模式对长兴岛南沿起历经多年冲淤变化后的丁坝坝头冲刷坑进行计算，发现计算结果与实测冲刷坑深度有较大差异。经分析长兴岛南沿外沙内泓河段地质勘探资料，找出了实测冲刷坑深度与计算结果产生差异的原因，提出土层物理力学指标是影响冲刷坑终极深度的重要原因，丁坝坝头床沙起冲流速是分析计算坝头坑深度的主要参数。     

佳木斯市水土流失的成因及防治

依据佳木斯市的实际情况，论述了水土流失造成的土壤侵蚀、毁坏幼苗、冲沟发育吞噬农田、水库河道淤积、旱涝灾害等一系列危害，分析了水土流失产生的人为与自然因素，提出了三个方面的具体防治对策。     

纳污河补排关系变化时污染物迁移规律研究

多环芳烃是危害较大的一种水体污染物,以菲为特征污染物,利用纳污河流和地下水系统模拟装置,对其在河流与地下水补排关系变化时的迁移过程进行了研究,以探索纳污河流与地下水间多环芳烃的迁移变化规律。采用Sufer软件分析了菲在地层中的迁移变化情况,并计算了其迁移速度,结果表明:模拟纳污河水补给地下水时,菲迁移速度缓慢,污染物扩散范围小,水平迁移速度为1.33 cm/d;模拟清洁地下水向河流排泄时,菲的水平迁移速度为1.67 cm/d,并在河流附近发生了短暂富集。     

中小型渠道工程设计施工实践体会

<正>与大型水利工程相比,中小型水利工程具有设计标准较低、安全系数较小的特点,容易使管理者在思想上有所放松,参建各方往往会因掉以轻心而使小问题酿成大事故。要真正解决此问题,须认真扎实从每个环节入手。     

黄河上中游水沙变化特点分析及未来趋势展望

本文对1950年以来黄河上中游水沙变化特点进行了分析，分析结果表明，自50年代以来黄河上游水沙总体上呈逐年代递减的趋势，其中尤以80年代和90年代减少量为显著。90年代是1950年以来黄河上中游径流总量最少的十年，而输沙量较80年代有所增加。本文还就气候因素、工业业用水以及水利水保工程对水沙变化的影响作了简要分析，在此基础上，对未来黄河三门峡以上区的水沙变化趋势进行了展望。     

水库泥沙淤积分析计算及防治措施

水库淤积市一个普遍存在的问题,由于泥沙的淤积,使水库有效库容逐年减少,蓄水调节性能相应降低,对水库上游工程造成影响,同时威胁沿河两岸工农业生产的安全,还会引起河道冲刷下降,给水库的管理造成一定的困扰.因此,对水库进行泥沙淤积计算是十分必要的.根据水利水电工程设计规范,允许在受到资料限制时采用类比法和经验法对水库泥沙进行冲淤分析计算.以万两河枢纽工程泥沙分析计算为例说明.     

认清形势深化改革做好新时期的水利水电勘测设计工作

同志们： 前一段时间，8月18日中国水利工程协会成立，让我讲讲水利基本建设领域有关改革的问题；10月24日中国水利企业协会第四次全国会员代表大会召开，计我讲水利企业的发展问题；今天中国水利水电勘测设计协会让我讲勘测设计单位改革发展的问题。我今天讲这样一个题目：认清形势，深化改革，做好新时期的水利水电勘测设计工作。我努力从专家的角度讲，供大家参考。     

堤防不安全因素探讨及监测

台安县地处辽、浑、绕三大河流下游,素有"千里长堤"之称,堤防始建年代久远,堤防坝基存在的问题,管理问题存在"重建轻管"现象,对堤防不安全因素进行探讨,通过对堤防进行安全监测,充分利用科技进步,走向即时化、智能化、网络化,确保堤防以较少的投入来保证长期、稳定、安全地运行,实现效益的最大化,为今后加固堤防提供源头技术。     

三门峡水库时空冲淤与滞后响应

基于三门峡水库1960—2016年水沙和冲淤资料,本文分析了水库纵向与横向、年内与年际、时间与空间上的冲淤演变规律。结果表明:三门峡水库的冲淤过程可大致分为1960—1969年快速淤积、1970—1973年快速冲刷、1974—2002年缓慢淤积和2003—2016缓慢冲刷4个阶段;库区冲淤是上游来水来沙与下游水库运用协同作用的结果,1974年水库蓄清排浑运用前,主要受水库运用引起的溯源冲淤的影响,之后水沙作用增强。溯源冲淤向上游传播过程中冲淤幅度逐渐减小,溯源冲刷的影响时间相对较短,而溯源淤积的影响时长向上游不断延长,上游回水区河道溯源淤积累计量达到最大值的时间明显滞后于库区河道,当库水位开始下降及库区河道开始冲刷时,上游回水区仍可处于溯源淤积的影响之下。改进了河床演变的滞后响应模型,得到了权重归一化的滞后响应模型,克服了原有模型中特征量平衡值的权重之和小于1而可能对平衡值进行偏大估计的缺点。采用改进后的模型建立了三门峡水库累计淤积量的计算方法,该方法可较好模拟三门峡水库蓄清排浑运用以来的冲淤演变过程,计算精度较高。     

为自治区跨越式发展和长治久安奠定基础

<正>2010年,新疆水利工作紧紧围绕自治区经济社会发展大局,积极践行可持续发展治水思路,特别是贯彻中央新疆工作座谈会精神,通过重点水资源配置工程建设,水资源调蓄能力得到进一步提高;农业高效节水技术大面积推广;牧区水利、防洪、农村饮水安全、病险水库除险加固等民生水利工程建设得到明显加强;水资源管理和水利改革迈出新步伐,为自治区跨越式发展和长治久安奠定了基础。     

用水结构变化特征与社会经济发展关系分析

利用2001-2012年邢台市用水量资料,分析邢台市用水结构变化及演变趋势,总用水量相对稳定并呈递减趋势。农业用水比例较大,占总用水量的76.4%,由于开展农业节水和农业种植结构调整,使农业用水量呈下降趋势。工业用水相对稳定,工业开展节水和水资源重复利用,在用水量相对稳定的情况下,工业增加值大幅度增长。生活用水随着人口增加和生活水平的提高,使用水呈上升趋势。生态环境用水是从2002年开始的,随着人民生活水平的提高和对环境质量意识的加强,环境用水呈增加趋势。随着社会经济的快速发展,用水结构也发生了相应变化,不同行业用水量变化随着社会经济的发展,也会发生相应的变化。如农业用水逐渐减少,生活用水和生态用水逐渐增加,是社会经济发展的必然结果。分析用水结构变化特征与社会经济发展的关系,为社会经济发展规划和水资源利用规划提供科学依据。