三亞新機場人工島工程波浪潮流泥沙物理模型試驗

本文采用mike21二維水動力模型模擬了南黃海輻射沙脊群海域的潮流形態(tài)和含沙量,模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)基本一致。在此基礎(chǔ)上,模擬計算了圍填海工程后輻射沙脊群海域的潮流和含沙量變化。結(jié)果顯示工程對潮流和含沙量的影響主要出現(xiàn)在工程區(qū)附近。圍填海工程使原本以弶港為中心呈扇形輻聚、輻散的潮流格局有所改變,形成東沙島西側(cè)南北向和高泥島南側(cè)東西向的兩條潮流通道,并在一定程度上分割了條子泥南北兩側(cè)的水體。工程后含沙量的變化與平均流速的變化基本一致,在流速變大的東沙島西北側(cè)和高泥島南側(cè)海域,含沙量顯著升高;在流速變小的條子泥南北兩側(cè)、東沙島東側(cè)及西南側(cè),含沙量顯著降低。

瓦斯河龍洞水電站是以發(fā)電為單一開發(fā)目標的引水式電站,隨著時間推移電站需經(jīng)歷近期到遠期兩種不同庫水位運行條件,因此,電站設(shè)計階段,其取水防沙措施必須兼顧攔沙、拉沙、導沙等設(shè)施的近期和遠期兩種運行條件,并能節(jié)省投資和方便未來施工改造,這在一定程度上增加了優(yōu)化設(shè)計和模型試驗的難度。通過水工模型試驗研究,開展了該電站不同時期引水防沙的研究,并對樞紐導沙、防沙設(shè)施布置及結(jié)構(gòu)尺寸進行了優(yōu)化,從而較好解決了電站的引水防沙問題,也為以后類似的需分期運行的電站如何處理好不同時期的泥沙問題提供一定的參考。

針對深溪溝水電站泥沙淤積問題進行了相應的物理模型試驗研究。在驗證廠前導沙坎攔沙效果的基礎(chǔ)上,分別研究了在電站正常運行結(jié)合泄洪沖沙以及關(guān)閉電站敞泄拉沙2種樞紐調(diào)度方式下的庫區(qū)泥沙淤積物的沖刷效果。試驗結(jié)果表明:關(guān)閉電站敞泄拉沙時庫區(qū)泥沙淤積物被大量沖刷,河床高程明顯降低,尤以來流量6290m3/s和3300m3/s2個級別的沖刷效果最好。

為全面掌握珠江河口泥沙運動的基本規(guī)律,優(yōu)化河口重大工程方案布置,在宏觀分析珠江河口伶仃洋、磨刀門和黃茅海泥沙運動主要特征的基礎(chǔ)上,研究了該3個區(qū)域泥沙模擬試驗面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題;重點研究珠江河口整體物理模型泥沙試驗中的分區(qū)模擬、模型沙選擇、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)等核心技術(shù),結(jié)合多年來科研生產(chǎn)和模型運用的實際經(jīng)驗,總結(jié)出珠江河口整體物理模型泥沙試驗方法。最后,以近年來珠江河口的重大涉水工程——港珠澳大橋工程為例予以了進一步說明。

為全面掌握珠江河口泥沙運動的基本規(guī)律,優(yōu)化河口重大工程方案布置,在宏觀分析珠江河口伶仃洋、磨刀門和黃茅海泥沙運動主要特征的基礎(chǔ)上,研究了該3個區(qū)域泥沙模擬試驗面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題;重點研究珠江河口整體物理模型泥沙試驗中的分區(qū)模擬、模型沙選擇、關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)等核心技術(shù),結(jié)合多年來科研生產(chǎn)和模型運用的實際經(jīng)驗,總結(jié)出珠江河口整體物理模型泥沙試驗方法.最后,以近年來珠江河口的重大涉水工程——港珠澳大橋工程為例予以了進一步說明.

根據(jù)三峽工程蓄水初期2003年6月-2006年10月壩區(qū)河段實測水文及地形資料,對三峽壩區(qū)泥沙模型進行了泥沙淤積驗證,分析了模型試驗成果與原形實測資料間產(chǎn)生偏差的原因,認為三峽壩區(qū)泥沙模型的試驗結(jié)果與原型實測資料基本一致,模型的泥沙淤積規(guī)律和淤積分布與原型基本相同,定量預報具有一定精度;造成原型與模型淤積偏差的主要原因是,模型沙的相似性、模型含沙量比尺和沖淤時間比尺的適應性、模型異重流運動的相似性。在此基礎(chǔ)上,提出了進一步開展三峽壩區(qū)泥沙問題研究和適當調(diào)整模型部分比尺的建議。

分析研究了應用于水利工程物理模型試驗的流速測量傳感器和相關(guān)儀器,重點介紹了新型光電式流速旋漿傳感器和兩種智能流速儀的工作原理和應用方法。

為優(yōu)化水工建筑物與河流工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高原型性能，對世界上幾座低水頭電站進行了水工物理模型試驗。通過這些物理模型試驗，指出了這類工程設(shè)計中應注意的問題及改進措施。

考慮波浪輻射應力對潮流場和泥沙運動的影響,建立了青島港前灣三期碼頭前沿擋沙堤工程二維潮流泥沙數(shù)學模型。在采用實測資料驗證的基礎(chǔ)上,運用模型對本海域在無擋沙堤及不同擋沙堤長的各種方案的流場變化和泥沙回淤情況進行計算研究。結(jié)果表明,無擋沙堤時,由于三期工程的建設(shè)縮窄了河口至海區(qū)的斷面面積,斷面西側(cè)的淺水區(qū)水流速度增大,容易掀起泥沙輸移至斷面東側(cè)開挖后的深水區(qū),使泥沙在碼頭前港池中落淤,碼頭前沿最大淤積強度約為0.818m/day;而建設(shè)擋沙堤后將顯著減小碼頭前沿的泥沙淤積。經(jīng)過比較,從擋沙堤附近流場與港池航道回淤情況的角度考慮,認為方案二對碼頭前沿攔沙的效果較好。

在平原細沙河流的動床模型設(shè)計中,只考慮推移質(zhì)運動的相似是不正確的,主要應考慮懸移質(zhì)運動的相似,并且可以只考慮懸移質(zhì)中床沙質(zhì)運動的相似.以相似函數(shù)形式表達的分段起動流速(8)～(11)式,可用以計算確定模型沙的粒徑,使泥沙粒徑的模擬符合相似理論的基本要求,從而提高其可靠性.應用文中提出的模型相似律及模型設(shè)計要點,進行了長江八卦洲寶塔水道挖槽淤積動床模型的設(shè)計及試驗,取得了地形沖淤驗證試驗的相似,挖槽淤積量預報與工程后原型觀測的淤積量基本接近

滑坡微型樁單樁加固工程室內(nèi)物理模型試驗研究——通過微型樁與滑坡體相互作用的室內(nèi)物理模型試驗研究，為微型樁設(shè)計提供一定的依據(jù)。實驗室內(nèi)采用長3m，寬1.8m，高2.2m模型箱，模型箱中黃土分層填筑、夯實模擬滑床及滑體，圓弧狀滑帶采用雙層塑料薄膜模擬，微...

在分析伶仃洋水動力、泥沙運動及工程附近灘槽演變的基礎(chǔ)上,采用已有的珠江河口整體物理模型對比研究中山港二期擴建工程2個比選方案在航道水流條件、航槽淤積方面的優(yōu)缺點,提出相對較優(yōu)的推薦方案,并對淇澳淺段泥沙淤強較大的原因進行了初步分析。

本文基于溫排水物理模型相似關(guān)鍵條件,并研制了一套先進的加熱溫控系統(tǒng)和溫度自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),建立了襄樊電廠二期工程溫排水物理模型,試驗從三維空間角度詳細研究了電廠溫排水對受納水體-漢江的溫升影響。通過電廠不同排水情況下排水口附近漢江水體表面溫升、橫斷面溫升分布和排水口軸線方向的溫升分布的對比分析,推薦最優(yōu)取排水口位置、布置型式等關(guān)鍵工程參數(shù)。

通過1∶55的物理模型試驗和工程類比分析,對構(gòu)皮灘工程大壩泄洪霧化引起下游局部強降雨進行了研究,并對降雨強度及影響范圍進行了預測。

黃金埠電廠的補給水源為信江,取水方式為岸邊開敞式無壩取水.采用動床物理模型試驗,對黃金埠電廠補給水取水口局部區(qū)域的水流、泥沙運動及地形沖淤規(guī)律進行研究,在確保電廠取水能力的前提下預測了可能的沖淤程度,并在此基礎(chǔ)上對取水泵房擋沙坎高程進行了優(yōu)化.試驗結(jié)果表明,擬建取水泵房進水口底坎接近枯水主槽河底,岸邊貼流狀況良好,且取水口前的斷面基本沒有沖淤變化,取水泵房的選址和設(shè)計合適;泵房取水流量不會影響河道枯水期通航;將泵房擋沙坎高程抬高0.5m能夠最大限度地避免取水口淤積,有利于電廠取水口的安全、可靠運行.

在隧洞輸水過程中,由于來水含沙量大,容易產(chǎn)生泥沙淤積對工程運行造成威脅。文中對于中部引黃工程泵站出水池各種可能工況進行了模型試驗,根據(jù)模型試驗的結(jié)果對出水池設(shè)計體型進行了驗證。試驗結(jié)果表明,出水池能起到一定的沉沙池作用,但無論何種工況,如果不能將出水池中泥沙清除,都將在一定時間內(nèi)淤積至沖淤平衡狀態(tài),使入池泥沙基本送入隧洞中。所取得的試驗成果對工程設(shè)計有一定的指導意義。

滑坡微型樁單樁加固工程室內(nèi)物理模型試驗研究

南京水利科學研究院長江口整體物理模型是交通部1974年批準和投資興建的我國第一個大型河口模型。在“八五”攻關(guān)研究中,運用定床和動床試驗方法,為整治工程方案的確定提出了科學論證,長江口深水航道治理工程開工以來,繼續(xù)運用整體模型、局部模型和正態(tài)系列模型對工程的分期實施、建筑物附近的沖刷、施工順序和工程方案動態(tài)調(diào)整等進行研究。工程實踐證明,多數(shù)研究成果都達到了定性基本準確、定量相對合理的結(jié)果,是工程取得良好效果的重要基礎(chǔ)之一。

對于物理模型來說具有直觀性,可以通過定量與定性分析準確的反映出與地下工程相關(guān)的天然巖體受力性質(zhì),同時也可以了解到與其相關(guān)聯(lián)的地下工程結(jié)構(gòu)相互的影響,地下十分復雜的工程結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、巖層組合關(guān)系等也能完全模擬出來。近年來新型地下工程逐漸增多,隨之而來的問題也在增加,很多內(nèi)容也需要被研究,這樣就使物理模型實驗技術(shù)研究顯得異常重要。因此,本文將從物理模式基本情況入手,重點研究物理模型試驗技術(shù)在巖土工程中的應用。

本文介紹了百龍灘水電站初設(shè)階段壩區(qū)泥沙模型的設(shè)計與試驗情況。對原樞紐的防沙、排沙措施進行修改。

針對浯溪口水利樞紐進口流態(tài)、下游河道消能防沖、電站進口泥沙淤積等問題進行了試驗研究,通過縮短電站與低孔上游導墻,將其頭部改為半圓形,以及表孔段與左壩段之間的連接擋墻采用扭曲面平順銜接、表孔消力池內(nèi)設(shè)置消力墩等措施,取得了較好的效果.

針對雜木寺水電站樞紐布置、泄水建筑物進口及消能工的體型優(yōu)化、庫區(qū)拉沙以及下游河道的消能防沖等問題進行了41個方案的試驗研究和論證分析,通過在電站進口加設(shè)導沙坎、在泄洪沖沙閘末端加設(shè)小挑坎以及在消力池右邊墻出口段加設(shè)導流墩等措施,較好地解決了庫區(qū)拉沙問題及樞紐的泄洪消能問題。提出的推薦方案具有體型簡單,易于施工,操作靈活、工程量小、下游河道沖刷較淺等優(yōu)點,達到了泄洪消能試驗的目的,滿足了設(shè)計要求,并被應用于工程設(shè)計中。