——研究成果对提高整治建设物设计水平和可靠性、稳定性起到了显著作用,经鉴定达国际先进水平日前,受交通部科教司的委托,交通部西部交通建设科技项目管理中心对由长江航道局、长江航道规划设计研究院、武汉大学等五家单位联合承担的西部交通建设科技项目《长江航道整治建筑物稳定关键技术研究》进行了验收和成果鉴定, 与会专家在听取汇报、审阅相关的技术资料后,审议认为:该项目对长江航道整治建筑物稳定关键技术的研究上取得了重大进展,研究成果达到了国际先进水平。
按照“深下游,畅中游,延上游”的建设思路,“十一五”期,长江干线航道系统整治将全面展开。但由于各种恶劣自然条件影响,目前施工已建整治建筑物出现不同程度的水毁,影响了整治效果,增加了维护工作量。鉴于此,交通部积极寻求对策,自2004年5月始,组织专业技术力量展开了对长江航道整治建筑物稳定关键技术的研究工作,以寻找解决问题的良方。此项目云集了五家科研设计及建设管理单位的精兵强将,有治河经验丰富的资深专家,也有长期在一线摸爬滚打的的建设者,其中博士后2名,博士9名。
在历时一年多的时间里,该项目组成员在广泛调研的基础上,依托长江航道系统整治工程,通过调研与实测资料分析、理论研究、数学模型计算、概化模型试验、现场试验等多途径、多技术手段,开展了护滩带、丁坝和鱼骨坝等整治建筑物稳定性及数值模拟研究,揭示了护滩带、丁坝、鱼骨坝周边水流泥沙运动特性以及水毁机理,提出了护滩带、丁坝、鱼骨坝结构设计要点和防冲措施,在护滩带宽度和间距的确定方法上取得了新进展。
本项目取得的主要成果有四:
——创新了护滩带设计思路。对以往护滩带宽度和间距的经验性确定方法进行了改进,提出将护滩带分为预期稳定区和预留变形区,并给出了增强预留变形区抗冲能力和稳定性的几种措施;
——丰富了丁坝水力学理论。揭示了丁坝附近水流紊动及压力脉动频率、能量、流速与冲刷的关系、丁坝周围紊动旋涡规律与冲刷的关系,建立了丁坝安全稳定性的模糊数学评定模型,为丁坝稳定性的判定提供了新方法;
——提出了鱼骨坝结构设计优化方法及防冲措施。对鱼嘴形式之一的鱼骨坝在不同边界条件下的水位、流速等水力因素以及河床冲淤的变化特性的研究,深化了对鱼嘴工程稳定性问题的认识,对鱼骨坝设计具有较好的指导作用;
——开发了新的二维水沙数学模型和三维紊流泥沙数学模型。将所建的二、三维模型应用于长江中游典型河段航道整治工程,能比较精确地预测在三峡工程初期运用阶段的冲淤变形效果;建立了一维河网非恒定流水沙数学模型,并首次在长江中下游长河段使用。
目前,该项目研究成果已在长江中下游嘉鱼~燕子窝河段、罗湖洲水道、东流水道近十余航道整治工程得到应用,对提高整治建设物设计水平和可靠性、稳定性起到了显著作用,不仅为决策部门提供了重要依据,也为长江干线航道整治工程的维护及水毁修复工程提供技术支持和指导。本项目研究成果推广应用前景广阔,广泛适用于河流航道整治及于水利、水电、港口等众多领域。






