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(shù)學模型,對長江鎮(zhèn)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(shù)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.

文章以跨遼河的某座大型橋梁為例,對5a一遇設計洪水條件下的河道流場分布特征和水位變化情況,利用平面二維數(shù)學模型進行了模擬分析,并對比分析了流場變化和雍水。研究表明:在5a一遇設計洪水條件下的橋墩附近,跨遼河的某座大型橋梁的橋墩出存在一定的流場變化和雍水,工程建設可對遼河產生局部的影響作用。

依據(jù)《防洪法》等有關規(guī)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(shù)學模型分析計算。選用數(shù)學模型時,可根據(jù)實際情況,在滿足工程實際的需要條件下,適當?shù)倪x用一維或二維數(shù)學模型。本文運用二維數(shù)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。

針對單純使用一維或二維數(shù)學模型難以準確高效模擬大型涉水工程對水域影響的問題,通過利用一、二維聯(lián)解潮流數(shù)學模型,在珠江口某港區(qū)碼頭工程附近使用二維模型,對該區(qū)域流場和流速變化范圍進行模擬,其余水域采用一維模型模擬。結果表明,工程對珠江東四口門及工程周邊水域水位、流速、河道潮量及分流比、潮排、潮灌、排澇等影響不大。結論認為,一、二維數(shù)學模型聯(lián)解計算可以用于大型工程,尤其是海域內大型工程的防洪評價計算,并能夠得出較為可靠的計算結果。

在研讀近年來眾多優(yōu)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(shù)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(shù)率定、工程概化、結果統(tǒng)計與分析;最后,探討二維非恒定流數(shù)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(jù)和實際解決方法。

本文介紹了二維非恒定流數(shù)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(shù)學模型在鄭武鐵路防洪影響評價中的應用實例等。

數(shù)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(shù)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(guī)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。

數(shù)學模型是防洪評價的一種重要技術手段。介紹了二維水流數(shù)學模型的基本原理以及二維水流數(shù)學模型在廣西梧州市塘源綜合碼頭防洪評價中的應用實例。結果表明:碼頭建成后,工程區(qū)上游約1.7km至工程區(qū)下游約1.1km范圍內流場發(fā)生了變化,但變化幅度較小,在各頻率洪水條件下,流速最大增加值與減小值均不超過0.1m/s,且分布在工程所在位置附近,說明工程對所在河道總體河勢穩(wěn)定影響不大。

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(shù)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。

二維水流數(shù)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(shù)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(jù)。

根據(jù)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(yè)舾裝碼頭建設要求,采用平面二維水流數(shù)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(jù)。

規(guī)劃中的四川江安長江第二過江公路橋采用鉆石形串排圓柱型主塔，為了研究其主塔橋墩對該橋區(qū)河段各通航水力要素的影響程度，通過建立平面二維水流數(shù)學模型，模擬該河段方案實施前后的水流流場，從工程應用的角度分析串列圓柱橋墩對河段水流條件的影響。分析數(shù)模仿真結果得知：在各級流量下橋區(qū)河段水位、流速在工程實施前后變化較小，橋軸線橫向流速較小，橋梁的建設對通航水流條件影響較小，不會對船舶安全通過橋區(qū)產生影響。

采用二維數(shù)學模型計算并分析了某擬建橋梁和某電廠取水建筑物興建前后對河道水位及河勢的影響情況,與采用橋渡設計規(guī)范的經驗公式計算結果比較,兩種計算結果比較接近,表明二維數(shù)學模型能較準確地計算涉河工程興建引起的工程局部水位及流場變化情況,且能生動地表現(xiàn)其平面形態(tài)。該技術已成為當前研究涉水工程防洪影響情況最常用的一種技術手段和方法。

采用河道平面二維水流數(shù)學模型,對襄樊河段水流運動以及襄樊電廠二期工程大件碼頭和取水口工程對防洪的影響進行了數(shù)值模擬計算。結果表明:工程修建后上游河段最大壅水高度約0.02m,最大壅水長度約為630m,水流流態(tài)及水流流速分布無明顯變化,對防洪影響不大。

采用無結構不規(guī)則網格技術對滯洪區(qū)地形進行自動剖分,根據(jù)三維流體動力學方程建立了適合滯洪區(qū)計算的一、二維洪水模擬模型,將地形條件概括為地面型通道、河道通道、特殊型通道和連續(xù)堤或缺口堤4種通道對方程進行了離散,利用天津市大清河滯洪區(qū)的實測資料對模型進行驗證,結果吻合較好,并模擬了百年一遇洪水在本滯洪區(qū)的演進情況.為防洪減災和經濟發(fā)展提供了可靠的依據(jù).

基于rss河流數(shù)值模擬系統(tǒng),探討了平面二維水沙數(shù)學模型在涉水工程防洪影響計算中的應用,并以漢江蔡家灣特大橋為例,進行該工程的防洪影響計算,探討了不同涉水工程的概化方法。結果表明:采用基于非結構網格的平面二維水沙數(shù)學模型,可較為準確地捕捉到涉水工程實施前后河道水力要素變化及河道沖淤變化情況;在所選的計算條件下,擬建工程的實施對工程河段的防洪及河勢影響不大。

橋梁阻水壅高值計算是防洪影響評價的重要組成部分.研究一般的橋梁壅水問題,規(guī)范推薦采用經驗公式法進行計算;對于河道水力條件比較復雜的情況,宜采用數(shù)學模型計算或進行物理模型試驗.相比物理模型,數(shù)學模型具有投資小、周期短的特點.以阿什河干流道外香坊段河道整治工程為例,運用hec-ras軟件進行數(shù)值模擬研究,分析了橋墩擴孔對河道流域的防洪影響.

采用平面二維非恒定全沙數(shù)學模型,結合滹沱河倒虹吸工程附近河道進行了模型驗證,得到了較好的結果。

河道主槽兩側修建的生產堤影響灘槽泥沙橫向交換,對河床演變帶來很大影響。本文針對黃河下游游蕩型河段的現(xiàn)實狀況,采用平面二維水沙數(shù)學模型按現(xiàn)狀生產堤、廢除生產堤、限制生產堤三種條件進行了典型洪水的模擬,模擬計算給出了夾河灘-高村河段不同邊界洪水演進、漫灘的過程及灘區(qū)淹沒程度。作者分析了三種不同邊界條件對洪水水位、河段流速、灘槽沖淤的影響,表明廢除生產堤使洪水提前進灘,與現(xiàn)狀生產堤狀態(tài)相比大大降低了河道洪水位;限制生產堤方案可以適當控制漫灘流量,擴大灘槽泥沙橫向交換,改善灘區(qū)生產條件。為了維持黃河河槽活力,協(xié)調人河關系,抑制二級懸河發(fā)展,限制下游河道生產堤治理方案是比較適宜的。

通過建立的基于有限體積法的平面二維非恒定流數(shù)學模型,對馬家咀航道整治一期工程建設前后的河道水流運動進行模擬計算。結果表明:工程建設前后工程河段水位變化較小,工程附近河段水流流態(tài)及水流流速分布無明顯變化。研究建立的二維水流數(shù)學模型可準確模擬工程河段水流運動,能在防洪影響評價中對工程前后河道水流、水位變化變提供較為可靠的依據(jù),具有實用價值。

針對長江中游宜昌至枝城河段卵石夾沙河床級配分布寬等特點,建立了非均勻懸沙、底沙二維數(shù)學模型,尤其是考慮了底沙的不平衡輸移及沖淤過程中床沙的級配調整問題,對計算中的關鍵問題提出了處理方法,利用水文、泥沙及河床變形資料對模型進行了水面線、流速分布及沖淤過程的詳細驗證,尤其是進行了葛洲壩水利樞紐運用后、1998年洪水前后及三峽工程運用后的驗證。在此基礎上,根據(jù)設計單位一維數(shù)模提供的水沙邊界條件,預測了三峽工程蓄水初期該河段的沖刷量、分布及床沙粗化過程。

在山區(qū)河流上修建涉水工程需考慮其對河道水流特性的影響,而山區(qū)河流水流運動的復雜性使此研究變得較為困難。該文建立了基于非結構網格的平面二維水流運動數(shù)學模型,并驗證了其可靠性。采用該模型對岷江河段模擬計算,計算結果表明河段上擬建大橋的存在對河段水流特性無明顯影響。