不同引河长度下河口闸下淤积形态数值研究
建闸河口闸下淤积问题1
江苏省入海河道众多，解放以来， 江苏省入海河道众多，解放以来，为了挡 潮御卤，防洪蓄淡， 潮御卤，防洪蓄淡，江苏沿海修建了大量的挡 潮闸，除灌河口外， 潮闸，除灌河口外，其它入海水道均已修建了 挡潮闸， 118座 其中大、中型挡潮闸就有60 挡潮闸，达118座，其中大、中型挡潮闸就有60 挡潮闸建成后改变了河口的潮波运动， 多座，挡潮闸建成后改变了河口的潮波运动， 破坏了径流及潮流之间的平衡， 破坏了径流及潮流之间的平衡，带来了一系列 的淤积问题。 的淤积问题。
水位 水 位 流 速 (m /s) 含 沙 量 3 (kg/m ) 流速
(m ) 2.0
建 闸 前 ( 1953.8.27 大 潮 )
含沙量
1.0
2.0
12 1.0 0 1.0 8 10
14 16 18 20 22 24
0
1.0
0
a 前进波型
水位
建闸后
1.0 1.0 2.0
( 1961.5.31 大 潮 )
闸下淤积带来的危害也是明显的。 闸下淤积带来的危害也是明显的 。 由于淤积 而削弱河口的泄洪能力， 影响上游的排灌环境， 而削弱河口的泄洪能力 ， 影响上游的排灌环境 ， 恶化下游的通航条件， 威胁水闸的正常运行， 使 恶化下游的通航条件 ， 威胁水闸的正常运行 ， 工程维护的投入不断增加， 工程维护的投入不断增加 ， 防汛排涝效果逐年降 影响河口的防汛安全。 因此， 低 ， 影响河口的防汛安全 。 因此 ， 研究我国建闸 河口的泥沙淤积及其对策问题， 河口的泥沙淤积及其对策问题 ， 对入海河口的规 划治理以及挡潮闸的建设运用， 划治理以及挡潮闸的建设运用 ， 具有十分重要的 意义。 意义。
滦
河
屈家店闸
宁车沽闸
沿江引排水航道冲淤规律分析
沿江引排水航道冲淤规律分析◎ 龚凯军1 张芮2 李寿千21.苏州市港航事业发展中心；2.南京水利科学研究院通讯作者：李寿千摘 要：杨林塘航道为长江下游支流河道，入江口门处建有船闸及节制闸，发挥着通航、防洪排涝、调节水环境的综合效益。
本文依托杨林塘航道，开展了2020年5月-2021年4月逐月的地形监测，分析了杨林节制闸利用潮差间歇性引排水带来的航道冲刷淤积过程，建立了航道冲淤与引排水之间的关系。
结果表明：季节上杨林节制闸冬季引水为主，夏季排水为主，不同季节杨林节制闸引排调度方式存在很大差异。
杨林塘航道运行以来，床面调整基本稳定；现状排水调度作用下，杨林节制闸上游有所冲刷；引水调度作用下，杨林节制闸上游有所淤积；引水量与淤积量、排水量与冲刷量之间呈现正相关关系。
关键词：引排调度；季节性变化；冲淤规律1.引言长江下游区域存在较多利用涨落潮自行引排的河道，入江口门处多建有控制性枢纽，通常节制闸、泵站、船闸共建，以满足防洪、引水、通航综合需求，发挥着重要作用。
该类河道利用涨落潮自行引排，间歇性引排条件下，冲淤规律复杂。
关于感潮河段支流引排水特征，不少学者进行了有益的探索。
向龙[1] 、万晓凌[2]等从水资源利用的角度，通过构建多区域多目标跨区水量优化分配模型，平衡各子区的配水需求，提高水资源调控能力；通过对长江引排水、调水进行定性和定量分析，揭示了江苏省水资源时空分布不匀，调蓄容量有限，供需平衡存在一定矛盾的现象。
万东辉[3]、武亚菊[4]等从水环境的角度，通过构建多过程综合模拟和河口河网与三角洲联围耦合的调度方式，建立闸泵群调度模型，从而有效改善水环境；通过利用MIKE11 AD模型，对河网进行概化，模拟论证感潮河网中综合调水、整治河道和截断污染源对水质的影响。
较少学者关注利用感潮河口利用潮差间歇性引排水带来的河道冲刷淤积过程。
对于利用涨落潮自行引排水，且保持着高强度引排调度的航道淤积现状研究较少。
杨林塘航道自通航以来，船闸及节制闸均保持高强度高效率运行，节制闸利用涨落潮差自行引排水，发挥着通航、防洪排涝、调节水环境综合效益。
潮汐河口闸下淤积及减淤措施试验研究_徐和兴
收稿日期:2000 05 25作者简介:徐和兴(1941 ),男,江苏武进人,教授,主要从事河流动力学及泥沙模型试验研究.潮汐河口闸下淤积及减淤措施试验研究徐和兴,徐锡荣(河海大学水利水电工程学院,江苏南京 210098)摘要:结合盐灌船闸泥沙模型试验,研究闸下泥沙淤积规律,探讨减少闸下泥沙淤积的工程措施.试验研究表明:盐灌船闸修建后,下游引航道内的淤积是严重的;利用汛期部分水量由船闸集中放水冲沙,对清除下游引航道的泥沙淤积是有效的;在泄水冲沙同时采用机船拖耙等搅沙措施,能大幅度提高冲沙效率;改斜坡式断面为直立式断面,缩小下游引航道的过水面积,不仅能减少淤积量,而且有利于提高冲沙效率.关键词:潮汐河口;闸下淤积;减淤措施中图分类号:TV143 文献标识码:A 文章编号:1000 1980(2001)06 0030 06在潮汐河口,为了抵御盐水入侵、排泄内涝,常在河口感潮段修建挡潮闸.河口建闸后,改变了河口地区的动力条件,使潮位和潮流过程出现相位差,涨潮历时缩短而涨潮流速加大,落潮历时加长而落潮流速减小,使涨潮带进的泥沙量远大于落潮带出的泥沙量,改变了原有天然情况下的输沙平衡,引起闸下河段的严重淤积[1,2].苏北灌河上段武障河,1976年修建盐东控制工程后,在武障河闸下至东三岔约13km 的河段内发生严重的泥沙淤积.如:1983年11月~1984年4月,闸下河段各断面河床淤高达1.2~ 2.0m;1991年12月~1992年3月,闸下河段4个月平均淤高1.13m.闸下河道的严重淤积不仅影响河道的泄洪排涝,而且对河道通航、沿岸供排水均带来不利影响.本文结合盐灌船闸下游引航道泥沙模型试验,对闸下泥沙淤积和减淤措施进行了试验研究.1 盐灌船闸闸下淤积试验研究1.1 工程概况盐河和灌河是江苏北部地区两大入海河流,拟建的盐灌船闸位于灌河上段武障河闸下,是沟通盐河和灌河航道的交通枢纽,工程位置如图1所示.武障河闸于1976年建成,建闸后,闸下至东三岔河道发生严重淤积,尤其在枯水期节制闸不放水或泄流量很小时,在潮流作用下,闸下河段呈单向淤积趋势,在枯季3~4个月内,闸下河段淤积可达1~2m.在洪水期,闸上有较多的水量下泄时,闸下河段可发生冲刷.该闸下河段冲淤变化的规律为:枯水年淤积,大水年冲刷,在年内为枯水期淤积,洪水期冲刷.盐灌船闸修建后,闸下引航道及与武障河交汇处,会有较多泥沙淤积.为研究工程前后下游引航道口门区的流场特性,探索下游引航道合理的布置形式,预估工程实施后下游引航道内的淤积量及其分布,并探求减少闸下泥沙淤积的工程措施,进行盐灌船闸下游引航道模型试验研究.1.2 模型试验概况本模型上起武障河节制闸上游240m 和拟建盐灌船闸上游240m,下至大圈以下160m,模拟范围约4km,模型全长54m,模型平面比尺为80、垂直比尺为40.模型布置示意图如图2所示.本模型模拟河段属潮汐河道,需模拟出潮汐水流运动和上游节制闸放水过程.在模型上应用一套非恒定流自控、监测及数据采集装置,能自动控制4个口门的流量或水位变化过程,模拟出与天然河道相似的潮汐运动并能同步观测64个流速、32个水位和32个模拟量,将测试数据列表打印出来,动床试验时用搅拌式加第29卷第6期2001年11月河海大学学报JOURNAL OF HOHAI UNIVERSITY Vol.29No.6Nov.2001沙机加沙,用光电测沙仪监测水中含沙量.图1 盐灌船闸附近河势平面图Fig.1 Plain v iew o f river reg ime near YanguanLock图2 模型布置Fig.2 Schematic diagram of the physical model为模拟原型中的悬移质泥沙和河床质泥沙运动,按泥沙沉降相似条件和起动相似条件,选用中值粒径d 50=0.063mm 和d 50=0.099mm 的木粉作模型沙分别模拟悬移质泥沙和河床质泥沙.模型试验分定床试验和动床试验两个阶段进行.定床试验利用原型实测资料对模型进行沿程潮位验证和全潮流速验证,并在模型上的工程部位布点分别观测工程前及设计方案实施后4种典型潮的全潮流速过程,通过工程前后流场资料的对比分析,预估工程对附近流场的影响.为使下游引航道口门区的横向流速满足设计要求值,进行了6种探索方案的试验,提出以口门区回流范围较小和横向流速满足设计要求的长透水导堤方案作为建议方案.动床试验在进行淤积验证、冲刷验证及长历时冲淤验证的基础上,对建议方案分别进行了枯水年、平水年及两种不同频率丰水年的冲淤试验,预估了各典型年在下游引航道内的淤积分布和淤积量.为减少闸下泥沙淤积,还进行了各种减淤措施的试验研究.1.3 动床试验内容及主要成果1.3.1 试验河段冲淤特性分析据武障河闸下河道实测含沙量资料,大潮时,涨潮平均含沙量1.58kg/m 3,落潮平均含沙量0.17kg/m 3;小潮时,涨潮平均含沙量0.39kg/m 3,落潮平均含沙量0.09kg/m 3.由此可见,涨潮含沙量远大于落潮含沙量,大潮含沙量远大于小潮含沙量.据大圈断面输沙量资料统计,大潮落潮输沙量为42.6万kg,涨潮输沙量为513.5万kg,小潮落潮输沙量为18.9万kg,涨潮输沙量为54.2万kg.由此可见:涨潮输沙量远大于落潮输沙量,涨潮带进的泥沙绝大部分将淤积在闸下河道内.据历次地形测量资料分析,武障河闸下河床冲淤变化的规律为:枯水年份淤积,大水年份冲刷,在年内枯水期淤积,洪水期冲刷,冲淤幅度较大.31第29卷第6期徐和兴,等 潮汐河口闸下淤积及减淤措施试验研究1.3.2 动床验证试验利用1997年10月和1997年12月两次地形资料进行淤积验证,利用1996年5月和1996年8月两次断面测量资料进行冲刷验证,利用1996年5月和1997年10月地形资料进行17个月的长历时冲淤验证试验.上述3组动床验证试验表明,模型中各测淤断面的冲淤量与原型相接近,说明模型中的泥沙运动与原型基本相似.1.3.3 工程方案冲淤试验为预估工程实施后各典型年船闸下游引航道内的淤积量和淤积分布,对前述的建议方案分别进行了P =5%、P =10%丰水年、P =50%平水年和P =95%枯水年的冲淤试验.1.3.3.1 P =5%丰水年冲淤试验该年武障河闸6~9月月平均泄流量在120m 3/s 以上,最大月平均泄流量达225m 3/s,全年平均泄流量达84.3m 3/s.在模型上进行6~9月共4个月的冲淤试验,下游引航道淤积后纵剖面如图3(a)所示.由图可见,该年洪季下游引航道淤积主要集中在口门附近的回流区,淤积厚度0.6~0.8m,闸下淤厚仅0.1m 左右,引航道内平均淤厚0.35m.1.3.3.2 P =10%丰水年冲淤试验该年6~8月月平均泄流量在130m 3/s 以上,最大月平均泄流量196m 3/s,全年平均泄流量72.9m 3/s.在模型上进行6~8月3个月的冲淤试验.下游引航道淤积纵剖面如图3(b)所示.该典型年洪季后,引航道口门区淤厚0.6~0.8m,近闸淤厚小于0.1m,引航道内平均淤厚0.25m.图3 各典型年下游引航道淤积纵剖面图Fig.3 Deposition profile of downstream access channel for typical years1.3.3.3 P =50%平水年冲淤试验该年各月武障河闸均有下泄流量,最大月平均泄流量74.7m 3/s,在模型上分别进行6个月、12个月的冲淤试验,下游引航道内淤积纵剖面如图3(c)所示.6个月后,引航道口门区淤厚0.8~ 1.0m,闸下淤厚0.1~0.2m,引航道内平均淤厚0.65m.12个月后,引航道口门区淤厚1.4~1.6m,闸下淤厚0.2~0.3m,引航道内平均淤厚0 94m.32河 海 大 学 学 报2001年11月1.3.3.4 P=95%枯水年冲淤试验该年有4个月武障河闸不放水,2个月泄水流量极小,最大月平均泄流量49.4m3/s,年平均泄流量15.8 m3/s.在模型上分别进行了2个月、4个月、6个月的冲淤试验.下游引航道淤积纵剖面如图3(d)所示.该年泥沙淤积厚度在口门处较多,向闸下逐渐减少,随着时间的加长,引航道内淤积渐增.2个月后,口门区淤厚约0.4m,闸下淤厚小于0.1m,引航道内平均淤厚0.28m;4个月后,口门区淤厚0.8~0.9m,闸下淤厚0.1~ 0.2m,引航道平均淤厚0.63m;6个月后,口门区淤厚1.0~1.3m,闸下淤厚0.2~0.4m,引航道内平均淤厚0.96m.据上述资料分析:(a)引航道内的泥沙淤积量与各典型年的水沙条件有关,枯水年月平均淤厚0.14~ 0.16m,平水年月平均淤厚0.08~0.11m,丰水年洪季月平均淤厚0.08~0.09m.(b)在引航道口门区,由于存在回流,淤积厚度一般较大.尤其丰水年,淤积主要在口门附近.从口门至船闸闸下,淤积量逐渐减少,随着淤积历时的加长,淤积泥沙由口门逐渐向闸下推进.(c)武障河节制闸泄放大流量时对闸下河道的冲刷是有效的,但对减少船闸下游引航道泥沙淤积无明显作用.只有从船闸泄放大流量,方能冲刷下游引航道内的泥沙淤积.2 盐灌船闸下游引航道减淤措施试验研究上述各典型年冲淤试验表明,船闸不放水时,船闸下游有较多的泥沙淤积,只有船闸泄放大流量,使下游引航道内的流速超过淤沙起动流速或扬动流速时才有可能发生冲刷.为维持下游引航道的通航条件,进行了如下减淤措施的模型试验研究.2.1 利用船闸开通泄水冲沙利用武障河闸泄流期间的部分水量由船闸泄放,可对下游引航道内的淤沙进行冲刷.分别对大洪水期、丰水年洪季、平水年洪季和枯水年洪季及枯水季用相应潮位过程(D1,P1,P4,P5,P0)进行冲沙试验,各组试验船闸下泄流量均为200m3/s左右,各组试验冲沙效果见表1.由表1可见,冲沙效果与冲沙期平均潮位有关.冲沙潮型不同,冲沙效果不同,同一冲沙潮型,随开闸时水位差的加大,冲沙效果随之增大.因此,选择低潮位时开闸冲沙有利于提高冲沙效果.2.2 采用拖耙等搅沙措施提高清淤效果沿海挡潮闸下游,在开闸泄水冲沙的同时,采用机船拖带沙耙进行搅沙等措施,使淤沙扬动起来随水流带走,有较好的清淤效果.模拟拖耙搅沙,分别对大水年冲沙、枯水年洪季冲沙及低潮位冲沙3种情况进行清淤试验,清淤效果见表2.表1 冲沙效果对比Table1 C omparison of sediment scouring effect冲沙潮型闸上水位/m开闸时下游水位/m开闸时水位差/m冲沙时间/h模型原型冲沙期平均潮位/m冲刷平均厚度/m冲刷总量/m3冲沙效率/(m3 h-1)D1 2.8 2.80.00.80232 2.330.18792034P12.5 2.50.00.75218 1.590.281232056 2.5 2.00.50.62180 1.410.261144064 2.5 1.5 1.00.43125 1.260.20880070P42.5 2.50.00.75218 1.230.371628075 2.5 2.00.50.63183 1.130.341496082 2.5 1.5 1.00.521510.970.321408093 2.5 1.0 1.50.371080.750.2511000102P52.5 2.50.00.80232 1.150.431892082 2.5 2.00.50.671950.960.411804093 2.5 1.5 1.00.581690.790.381672099 2.5 1.0 1.50.411190.560.3214080118 2.50.5 2.00.30870.350.2611440132P0 2.50.0 2.50.3087-0.190.381672019233第29卷第6期徐和兴,等 潮汐河口闸下淤积及减淤措施试验研究表2 加拖耙后冲沙效果对比Table 2 Comparison of sedim ent scouring effect after dredge scraper agitating冲沙潮型闸上水位/m 开闸时下游水位/m 开闸时水位差/m冲沙时间/h 模型原型冲沙期平均潮位/m 冲刷平均厚度/m冲刷总量/(m 3 s -1)冲沙效果/(m 3 h -1)D 1 2.8 2.80.00.8232 2.330.5624640106P 5 2.5 2.50.00.8232 1.150.6930360131P 02.50.02.50.387-0.190.4620240233试验成果表明,泄水冲沙加拖耙的措施具有较好的清淤效果,该措施可提高冲沙效率,每小时可增加冲沙量40~70m 3.冲沙前后下游引航道纵剖面对比如图4所示.图4 船闸放水冲沙前后下游引航道纵剖面对比F ig.4 C om parison of longtitudinal section before and after discharge scouring2.3 缩小下游引航道断面面积在满足通航条件的前提下,缩小引航道过水断面面积,不仅能减少引航道内的泥沙淤积量,而且能有效地提高冲沙效率.当从船闸泄放相同冲沙流量时,闸下水位为0~2m 时,如将斜坡式断面改为直立式断面,冲沙效率可增加10%~37%,同时随着过水面积的减小,下游引航道的纳潮量相应减少,淤积量也随之减小.3 结 论a.潮汐河口建闸后,改变了闸下河道的动力条件,使涨潮流速大于落潮流速,涨潮带进的泥沙远大于落潮带出的泥沙,使闸下河道发生严重淤积.b.盐灌船闸下游引航道冲淤试验资料表明,在下游引航道内,枯水年月平均淤厚为0.14~0.16m,平水年月平均淤厚为0.08~0.11m,丰水年月平均淤厚为0.08~0.09m.可见建船闸后,下游引航道的淤积是严34河 海 大 学 学 报2001年11月重的.c.闸下减淤措施试验研究表明:利用汛期泄流水量集中冲沙,使泄水期闸下河段流速大于淤沙起动流速,对清除闸下淤积是有效的,冲沙时潮位越低,冲沙流量越大,冲沙效果越好;在泄水冲沙的同时如采用机船拖耙等搅沙措施,能大幅度提高冲沙效率.d.缩小下游引航道的过水断面,改斜坡式断面为直立式断面,不仅能减少淤积,而且有利于提高冲沙效率.参考文献:[1]钱宁.河床演变学[M].北京:科学出版社,1987.504~506.[2]罗肇森,顾佩玉.建闸河口淤积变化规律和减淤措施[A].见:中国水利学会主编.河流泥沙国际学术会议论文集[C].1980.377~386.Sediment Deposition under Tidal Estuary Lock and ExperimentalStudy on Deposition ReductionXU He -xing,X U X-i rong(College o f Water Conservancy and Hydropo wer Engineering,Hohai U niv.,Nan jing 210098,China)Abstract:In combination with model experiments for the Yanguan Lock,sediment deposition is studied and engineering measures for deposition reduc tion are discussed.The research shows that the construction of the Yanguan Lock results in serious sediment deposition,that the use of part of discharge during the flood season to sc our deposition in the accesschannel is effective,and that the combination of flow scouring with machine agitating may help improve sediment scouring efficiency greatly.The change of the slope section to vertical section and the reduction of wetted cross -section may not only decrease deposition but also improve sediment scouring efficiency.Key words:tidal estuary;sediment deposition under lock;measures for deposition reduction35第29卷第6期徐和兴,等 潮汐河口闸下淤积及减淤措施试验研究。
黄河下游河道冲淤分布模式及冲淤特征
２０２４年４月水 利 学 报ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ第５５卷 第４期文章编号：０５５９－９３５０（２０２４）０４－０４６８－１３收稿日期：２０２３－０５－１６；网络首发日期：２０２４－０１－０３网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｌｉｎｋ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｕｒｌｉｄ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２４０１０２．１７０１．００２．ｈｔｍｌ基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ２２４３２１８）；清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室自主课题（２０２３－ＫＹ－０２）作者简介：马子普（１９８８－），博士后，主要从事水力学及河流动力学研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａ．ｚｉ．ｐｕ＠１６３．ｃｏｍ黄河下游河道冲淤分布模式及冲淤特征马子普，吴保生，沈 逸，薛 源，覃 超，汪 舸（清华大学水圈科学与水利工程全国重点实验室，北京 １０００８４）摘要：为揭示黄河下游河道的沿程冲淤分布模式及分布特征，对黄河下游１９５２—２０２１年间共７０年的河段实测冲淤量数据进行了系列统计分析。
研究表明：（１）黄河下游河道存在７种沿程冲淤分布模式，其中全线冲刷、全线淤积、上冲下淤、上淤下冲等４种为基本模式。
上淤下冲模式的冲淤临界位置在孙口附近，上冲下淤模式的冲淤临界位置在游荡性河段。
各模式对河道整体冲淤的贡献率存在较大差异，两边冲中间淤模式对冲刷量的贡献率最大，全线淤积模式对淤积量的贡献率最大；（２）１９５２年以来，黄河下游河道沿程冲淤分布模式的变化过程可分为１９５２—１９５９年、１９６０—１９８５年、１９８６—１９９９年、２０００年后共４个阶段；（３）各河段冲淤量大小以０点为中心近似呈偏态分布，冲淤量在多年尺度下具有沿程减小的趋势性特征以及“冲久必淤、淤久必冲”的周期性特征；（４）各河段整体冲淤发生年数差别不大，反映了河道冲淤的平衡趋向性；７０年内淤积于黄河下游河床底部的泥沙有一半左右被冲走，花园口到孙口河段的累计冲淤量接近下游总冲淤量的８成，孙口以下河段很小；（５）全线冲刷模式为小浪底水库运用后下游河道的主要冲淤模式，小花段前期淤积的泥沙基本被冲完，夹高段、高孙段及孙艾段仅冲走了前期淤积泥沙的二到三成。
小浪底水库水沙调控对淤积形态影响的数值模拟
小浪底水库水沙调控对淤积形态影响的数值模拟作者：假冬冬江恩慧王远见邵学军来源：《人民黄河》2022年第02期摘要：水库淤积形态是影响水沙调节效率的一项关键因素。
为优化水库调度方式，采用考虑细颗粒淤积物流动特性的水库淤积形态数值模型，开展了小浪底水库淤积形态对水沙调控响应的模拟分析工作。
研究结果表明：三角洲形态及顶点位置随着水库的运行调控而发生变化，三角洲顶点附近顶坡段的冲淤调整和水库运行低水位与三角洲顶点高程之间存在较明显的关联性，当水库低水位低于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现冲刷，当水库低水位高于三角洲顶点高程时三角洲顶坡段出现淤积;淤积形态为同等淤积量的锥体时，库区上段受河道边界影响有冲有淤，中下段库区淤积明显，且淤积量较三角洲淤积形态的大;考虑人工清淤措施时，清淤量与水库淤积总量相比占比非常小，因此淤积形态总体变化与不考虑人工清淤时基本类似，仅在清淤疏浚部位及附近局部河段有一定变化。
关键词：淤积形态;水沙调控;数值模拟;小浪底水库中图分类号：TV856;TV882.1文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2022.02.007引用格式：假冬冬，江恩慧，王远见，等.小浪底水库水沙调控对淤积形态影响的数值模拟[J].人民黄河，2022，44（2）：32-35，44.Abstract： Sedimentation pattern is one of the critical factors， which has great impact on the efficiency of water and sediment regulation in reservoirs. In order to improve the reservoir operation， the responses of sedimentation patterns of the Xiaolangdi Reservoir to water and sediment regulation were simulated by a mathematical model considering the effect of fine-grained sediment deposits movement. The simulation results indicate that the delta sedimentation pattern is adjusted during the process of reservoir operation. The variation pattern of the top of the delta depends on the relationship between the lowest water level of reservoir operation and the top elevation of the delta. Erosion occurs when the lowest water level is lower than the elevation of delta top， otherwise deposition will be occurred. Compared with the delta deposition morphology， the sedimentation volume of cone deposition morphology is larger with the same method of water and sediment regulation. The variation of sedimentation pattern considering dredging in the vicinity of the top of the delta is very small， except for the location of dredging.Key words： sedimentation pattern;water and sediment regulation;numericalsimulation;Xiaolangdi Reservoir基于水庫枢纽工程的水沙关系调节，是保障黄河长久安澜的重要手段，而水库淤积形态则是影响水沙调节效率的一项关键因素。
建闸河口闸下潮波变形数值模拟研究
水 运 工 程
Ｐｒ ｏ ｔ＆ Ｗ ａ ｅｗａ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｔｒ ｙ ｇｎ ｅｉ ｎ
Ｓ ｐ． ｅ ２０１ ２ Ｎｏ ９ Ｓ ｒａ ． ０ ． ｅｉ１ Ｎｏ ４７
第 ９期
总 第 ４ ０期 ７
建 闸河 口闸下 潮 波 变形 数 值 模 拟研 究术
析 和 研 究 ，认 为 潮 波 变形 是 造 成 闸 下 河道 淤 积 的 动 力 因 素 ， 闸 下 引 河 长 度 （ 口到 闸的 距 离 ）不 同 ，潮 波 变形 的特 征 也 有 河 所 不 同 ，淤 积 形 态和 特 征 也 不相 同 。 在 潮 波 变形 概 化 物 理模 型试 验 的 基 础 上 ，建 立 了二 维潮 流 数 学模 型 ，通过 数 值 模 拟 计
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入海感潮河段堵坝对河口淤积特性影响的数值模拟研究
１ 引
言
了径 流 ，整 个 下游 河 道 就 变 成 了盲 肠 河 道 。在 潮 汐
作 用 下 ，河 道 成 为 蓄 潮 区 ，落 潮 时 流 速 较 小 ，时 间
人 海河 流 的 下游 一 般 为 感 潮 河 段 ，在 河 口修 建 水 工建 筑 物 ，如挡 潮 闸 、防洪 排 涝 闸 、堵 坝 等 ，均
型 ，初 步分 析 了 淤 积 的 原 因 ，探 讨 了 河 道 淤 积 规
律。
究 ：窦 国仁 ¨ 通 过 分 析 射 阳河 建 闸前 后 的水 文 条 件 变化 ，指 出河 道 淤 积 原 因 是 由于 涨 潮 带 人 河 道 的 泥 沙远 大 于落 潮 带 出 的 泥 沙 。严 恺 认 为 建 闸前 后 潮 波 的变 形 ，即建 闸 后 涨 潮 历 时 缩 短 流 速 增 大 ，落 潮
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建闸河口闸下淤积模拟研究的开题报告
建闸河口闸下淤积模拟研究的开题报告【摘要】闸口淤积问题严重制约了闸口的运行效率和下游水利工程的安全性。
本研究旨在通过建立闸口闸下淤积模型，探究不同情况下淤积的变化规律，并提出相应的治理措施。
研究选择闸口为对象，采用计算流体力学方法对闸口进行模拟，取得了一定的研究成果。
【关键词】闸口淤积；模拟；计算流体力学；治理措施【引言】随着城市化进程的加速和人们生活水平的不断提高，水资源的需求也越来越大，各地涌现出越来越多的水利工程。
然而，在水利工程建设中，闸口淤积问题难以避免，导致闸口运行效率低下，危及下游水利工程安全。
因此，探究闸口淤积的形成机理以及相应的治理措施，对于确保水利工程的正常运行具有重要的意义。
【研究目的】本研究旨在通过建立闸口闸下淤积模型，探究不同情况下淤积的变化规律，并提出相应的治理措施，为水利工程建设提供参考。
【研究内容】本研究主要内容包括：1、闸口闸下淤积模型的建立：采用计算流体力学方法建立闸口闸下淤积模型。
2、模型验证：通过与实际情况对比验证模型的准确性。
3、淤积变化规律研究：探究不同情况下淤积的变化规律。
4、治理措施探讨：提出相应的治理措施，以减少闸口淤积对工程的影响。
【研究方法】1、计算流体力学方法：采用计算流体力学方法对闸口进行模拟。
2、实测数据法：通过实测数据对模型进行验证。
3、统计学方法：采用统计学方法对淤积变化规律进行分析。
【研究预期成果】本研究预期达到以下成果：1、建立闸口闸下淤积模型并验证其准确性。
2、探究不同情况下闸口淤积的变化规律，为相应的治理措施提供理论基础。
3、提出相应的治理措施，为闸口淤积的治理提供实际指导。
【研究进度安排】本研究预计需要三年时间，具体进度安排如下：第一年：完成闸口闸下淤积模型建立，并进行模型验证。
第二年：探究不同情况下淤积的变化规律。
第三年：提出相应的治理措施，并进行实验验证。
【结论】本研究将为解决闸口淤积问题提供理论和实践上的指导。
同时，本研究所采用的计算流体力学方法，可以为其他水利工程的模拟研究提供借鉴和参考。
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２ ０ １ ３年 ８ 月
水
道 港 口
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ４ Ａｕ ｇ ．２ ０１ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｗａ ｔ ｅ ｒ ｗａ ｙ ａ ｎ ｄ Ｈａｒ ｂ ｏ ｒ
不 同 弓 Ｉ 河 长 度 下 河 口 闸 下 淤 积 形 态 数 值 研 究
随着 社会 经 济不 断发 展 ， 河 口地 区的重 要性 日益 凸 。 为满 足船舶 航 运 、 防洪 排涝 以及 水 资 源综 合 利用
等需 求 ， 越 来越 多 的河 口均 已建 闸 ， 成 为改 善河 口条件 的 重要 手段 之 一 。 但 是 已有 Ｔ 程经 验 表 明 ， 占显 著
流， 岸线 ｆ ｝ Ｈ 折、 水 深较 浅 、 河 宽较 窄 ， 河 道宽 度 ２ １ ０ ～ ４ ０ ０ １ Ｔ Ｉ 。 在 河道 弯 曲的 凹岸一 般有 深槽 ， 水 深达 ５ ～ １ ０ １ １ １ ， 【 ＿ １
段 的水 深也 达 ５ ～ １ ０ １ Ｔ Ｉ ， 其余 的水 深在 ５ ｍ 以内 。 口外海 域 岛屿星 罗棋 布 ， 水 道纵 横交 错 ， 沟槽 、 浅 滩相 问 分
不 同 引河长度 建 闸后 闸下河道 淤 积形态 及最 大淤 积强 度特 征 的还 不 多 。 采 用平 面二 维水 沙模 型 ， 研 究 引河 长度Ｆ ｝ １ 长变 短乃 至 ｎ外 建 闸闸下 淤积形 态 和淤积 特点 ， 可 为河 广 １ 建 闸规划 与设计 提供 参考 。 本 文 以甬江建 闸 ］ 程 为例 ， 计 算 不同 闸址方案 实施 后 的年泥 沙 回淤分 布情况 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ｌ 一 ２ ２ ； 修 回 日期 ： ２ ０ １ ２ — １ ２ － ０ ５
作者简介 ： 马洪亮（ １ ９ ８ ７ 一 ） ， 男， 汀苏省张家港人 ， 硕士研究生 ， 主要从事河 口海岸水 动力模拟研究 ．
Ｂｉ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｙ： ＭＡ Ｈｏ ｎ ｇ — ｌ ｉ ａ ｒ ￣ ｇ （ １ ９ ８ ７ －） ， ： 【 Ｊ ｌ ｅ． ｍａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ．
３ ４ ６
水
道 港 口
第３ ４卷第 ４期
案一 ～ 方案四。 闸址距 河 口距 离 为 １ ７ ． ６ ｋ ｍ、 ８ ． ２ ｋ ｍ、 １ ． ５ ｋ ｍ（ 方 案 四位 于 口门外侧 ） ， 各 闸址 方 案均 包 括 船 闸 、 导 流堤 、 泄 洪 闸及堵 坝等水 下建筑物 。
海 港 水 沙 运 动 和地 形 变 化 的影 响 。 计 算 结 果表 明 ： 在 Ｉ 游 径 流 及 外海 来 沙 相 同 的条 件 下 ， 闸址 离 河 口越
近， 闸下河道 冈建 闸引起的淤积量越小 ． 但 闸下淤积强 度越 高 ； 建 闸对北仑港 区无 显著影 响， 对镇海港
影 响较 大 ， 闸址 位 于镇 海 港 Ｉ 游时 ， ｌ １ ｆ Ｉ Ｊ 川 ： Ｆ － Ｆ 港Ｉ Ｘ越 近 ， 淤积 影 响越 著 。 关 键词 ： 河 口建 闸 ； 闸下淤积 ； 平面 ： 二 维 水 沙馍 删 中 图分 类号 ： Ｔ Ｖ １ ４ ８ ． １ ： ０ ２ ４ ２ ． １ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ５ — ８ ４ ４ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ３ ４ ４ — ０ ８
马 洪亮 ， 董 佳， 曲红 玲
（ 江苏 省交通 规 划设计 院股 份有 限 公司 ， 南京 ２ １ ０ ０ ０ ５ ）
摘 要： 闸下淤积是河 ［ ｊ 建闸的关键 问题 ， 直接关 系到 程的成败。 基 甬江及 【 Ｊ 外海域金塘 水道实测水
义泥沙 资料 ， 建立平面二维水 沙数学模型 ， 分析 汁算不 同引河长度 下的闸下淤积特点 以及对北 仑港 区 、 镇
比例 的建 闸河 口闸下淤 积严重 ， 引 发通航 、 行洪 、 水 环境 等一 系列 的问题 ， 闸下淤积 的预 报及 防淤 减淤措 施 一
直是水利 一 Ｉ 程 中面待解决的问题 。 关于这 方而的研究 日 前采用较多的是现场资料分析［ ２ 引、 半经验半理论公
式 。 以及 针 列‘ 。 某 一河 口建立 河 Ｔ模 ｉ 或 、 二 维数 学 模 型 ， 但 系统 研究 考 虑 游 一定 径 流 量 下
布， 水深悬殊多变 ， 地形地貌十分复杂。 水域内分布有舟山岛 、 金塘岛、 大榭岛以及册子岛等大小数十个岛屿，
岛屿问 多为深槽 水 道 ， 自南 向北 分别 为螺 头水 道 、 金 塘水 道 和册 子水 道 ， 最大 水深 达 １ ２ ０ Ｉ Ｔ Ｉ ， 是 该水 域 涨落 潮
的主要输 水输 沙通 道 。
ｌ 甬江 建 闸工 程
１ ． １ 自然条 件
（ １ ） 水 下地形 。 甬江位 于浙江 省东 部沿 海 ， 杭 州 湾 以南 ， 东 临舟 山群 岛 （ 图１ ） 。Ｌ 游有 奉化 江 、 姚 江两 大支 流， 汇合 于宁 波市 区 的三 江 口， 汀 口以下 至镇 海 …海 口段 为 甬江干 流 ， 全长 ２ ５ ． ６ ｋ ｍ， 甬江属 平 原弯 曲型河
（ ２ ） 径流 。 甬江 人海 径流量 为奉 化江 径流 量和姚 江 闸排水 量 的总 和 。 甬江多 年平均 径 流量 为 ２ ９ ． １ ２亿 Ｉ ｌ ｌ ，
最大年径流量为 ４ ４ ． ５ ３ 亿ｍ 。 （ １ ９ ８ ３ 年） ， 最小为 １ １ ． ８ ９ 亿Ｉ ｌ ｌ （ ２ ０ ０ ３ 年） 。 （ ３ ） 潮汐 。 研究海域受东中国海前进潮波控制。 外海潮波从螺头水道及舟山南侧 的十几条水道进入本水 域， 于大榭岛附近分成两股 ： 一股向西经金塘水道进入杭州湾， 另一股 向西北经册子水道 ， 又分成二支从西候 门和富翅门水道汇人杭州湾。 根据实测潮位资料的调和分析 ， 本海域潮性系数介于 ０ ． ５ ～ ２ ． ０ ， 且 日潮不等现象