二維水流數學模型作為一種先進的工具,可為工程研究提供更豐富、更精確的信息,在港口、河道治理等領域均有廣泛應用。本文采用二維水流數學模型分析了鷹潭信江特大橋興建后對工程河段行洪及流場的影響,為橋梁防洪影響評價提供了科學的決策依據。

根據江蘇灌河(鹽城與連云港兩市交界河)天然潮汐河道特點,結合船舶修造行業舾裝碼頭建設要求,采用平面二維水流數學模型,對擬建碼頭處的潮位、流速、潮形等水力因素,利用上下游實測資料進行求解和率定,通過分析和計算,能夠更加準確地反映碼頭等涉水構筑物產生的壅水影響及潮流場變化情況,為科學合理地評價船舶修造項目的行洪影響提供依據。

依據《防洪法》等有關規定,對河道管理范圍內的建設項目和位于河流影響范圍內的重要建設項目應進行防洪影響評價,重要的防洪工程應運用數學模型分析計算。選用數學模型時,可根據實際情況,在滿足工程實際的需要條件下,適當的選用一維或二維數學模型。本文運用二維數學模型對吉林油田新民采油廠擬在河道灘地內新建油井工程進行壅水計算,并采用經驗公式法進行校核。結果表明:對于河道內復雜地形及建筑物的防洪評價壅水計算,相比二維模型計算結果,經驗公式計算結果偏小,采用二維模型計算結果進行防洪評價,結論更安全、可靠。

建立了基于有限體積法的平面二維非恒定流數學模型,采用黎曼近似解通量差分裂(fds)格式計算通過各單元邊的水流法向數值通量,并應用相關的懸移質、推移質河床變形計算公式計算沖淤變化。模型應用于浙江省49省道溫溪至鶴城段改建工程河道水流狀況的模擬,結果表明工程修建后工程段的中間部位以上以及外側附近水位略有壅高,最大壅高值0.03m;工程區附近流速減緩、靠近河道中央流速略微增大,最大增幅約0.12m/s,河道沖淤幅度在0.3m以內。

采用2-d淺水方程建立了嵌套模型。以烏江郭母子灘航道整治工程為例,模型研究了整治河段的水動力學特點以及對上、下游水流條件的影響。結果表明:該方法解決了整治河段近區難以直接獲取邊界條件的困難,能獲得足夠的計算精度,還能為工程提供全面的水動力信息,是預測和評估工程的有力工具。

在研讀近年來眾多優秀防洪影響評價報告的基礎上,通過仔細對比、研究,歸納二維非恒定流數學模型的應用條件、方法和范圍:總結模型應用的具體情況,包括參數率定、工程概化、結果統計與分析;最后,探討二維非恒定流數學模型在防洪評價實際應用中的問題。為今后更好地進行防洪影響評價提供良好的理論依據和實際解決方法。

本文介紹了二維非恒定流數學模型的控制方程、定解條件、邊界條件、模型剖分、模型調試、計算過程,以及二維非恒定流數學模型在鄭武鐵路防洪影響評價中的應用實例等。

數學模型是防洪評價的一個重要技術手段。介紹了廣州水道某碼頭工程局部水域平面二維水沙數學模型的建立和驗證及實際應用效果,結果表明,模型能較好地模擬工程附近水流泥沙運動以及河床沖淤變化規律,為預測分析工程建設對河道河床沖淤演變影響以及量化分析提供了一種手段和途徑。

本文在沙潁河航道整治工程防洪評價的基礎上,進一步分析了裁彎、切灘、混凝土護坡等工程措施對河道的防洪與生態影響,提出今后河道治理的方向。

建立了正交曲線坐標系下二維紊流全沙數學模型，水流模型采用紊動動能和紊動耗散率閉合雷諾方程，把懸移質輸沙概化為單純淤積、單純沖刷和淤粗沖細三種情況，依據懸沙與床沙交換機理建立了挾沙能力和非均勻沙分組挾沙能力的表達式．在水流輸運及分組含沙量輸運方程的離散過程中，采用守衡性較好的控制體積法和simplec計算程式，以提高計算穩定性和加快收斂．本模型對復雜條件的河床適應性較強，為平面二維長河段的河床變形計算進一步創造了條件．

為分析橋梁工程的修建對原河道水文情勢的影響,以小龍門大橋工程為例,采用平面二維數學模型,模擬了5a一遇設計洪水條件下工程修建前后河道內水位和流場分布特征的變化。結果表明,橋梁工程修建后在橋墩附近產生了一定的壅水與流場變化,有局部性的影響。

碼頭建設會對河道行洪、堤防及其他防洪工程的安全造成不利影響.防洪影響分析是碼頭工程設計中一項重要技術工作.采用平面二維潮流數學模型,對長江鎮揚河段水流運動以及擬建碼頭工程對防洪的影響進行了數值模擬計算.結果表明,在防洪設計洪水、平灘水位流量和多年平均流量3種水流條件下,工程興建后水位壅高最大值約1.2cm,水位降低最大值約1.5cm,流速最大增幅約0.05m/s,最大減幅約0.23m/s.碼頭興建后對工程河段的水位和流場影響較小,不會對河段的行洪帶來不利影響.

以長江某段設計水位和整治線寬度的確定和沖淤等值線圖的繪制為例,介紹了matlab軟件的特點及在航道整治工程中的應用。

以生態護岸在航道整治工程中的應用為研究對象,對傳統護岸與生態護岸概況進行分析,并對生態護岸在航道整治中的具體應用進行研究。

最近幾年，隨著人們環境保護意識的增強，生態護岸這種新型護岸技術逐漸得到人們的青睞，并開始應用到現代河道整治工程當中，在達到河道整治目的的同時，有效的保護了河道及周邊的生態環境，本文以現有的研究資料為基礎上，對生態護岸技術進行了全面的總結與分析，并從人文、自然和使用條件等角度對生態護岸在航道整治中的應用進行了細致的分析，總結了應用的可行性以及在應用過程中應該注意的問題。

丁壩在航道整治工程中的應用

隨著時代的發展,人們對生態環境也更加的注重了,在科技的帶動下,治理航道的技術也有了更加先進的運用和發展,在過去護航的基礎上進行分析和調整,針對其中所在的問題做出了研究和探討,根據具體情況提出了合理有效的整理方案。將適合社會健康持續發展的生態護岸技術巧妙與過去充足的治理經驗相結合,在航道治理過程中取得了巨大的成就。

針對航道整治工程方案與工程布置情況以及途經的河道為河、湖串通的河網,在進行防洪評價水文分析計算時先對航道整治工程逐個進行阻水分析計算,再將各單個工程阻水作局部水頭損失利用河網水力學計算模型進行沿程水面線計算,分析壅水高度與過洪流量變化,為防洪補救措施設計提供理論依據。

航道整治工程的經濟評價

本刊長江航道局獲悉，《長江中游荊江河段航道整治工程昌門溪至熊家洲段工程可行性研究報告》于2012年7月26日在武漢正式通過國家發改委審查。荊江航道位于長江中游，上起湖北宜昌枝城，下至湖南城陵磯，全長347．2km。由于河床性質特殊，航道變化劇烈，存在10余處礙航灘段，荊江航道歷來是長江航運的“瓶頸”河段。據介紹，荊江河段航道整治工程將遵循統籌兼顧、系統整治、因勢利導、

土工織物的整治建筑物具有良好的技術性能,其整體性好,柔軟性也較好,大大減少施工過程中的沖刷沉陷,可適應不同的河床地形條件。同時由于采用土工織物,其壩體穩定性好,工程建成后的維護工程量小。土工織物應用于航道整治工程具有良好的發展前景和社會經濟效益。

通過對閩江航道、水文泥沙等特性的分析與研究,提出了沙袋壩應用于閩江航道整治工程的結構設計與施工方法。