基于數(shù)值船模的佛面灘炸礁方案優(yōu)化研究.pdf

1、三峽蓄水達到175m后，涪陵至豐都河段成為常年回水區(qū)，航道條件得到較大改善。河段內(nèi)由于佛面灘礙航礁石伸出江心，汛期產(chǎn)生強烈橫流、流態(tài)亂，為了保障船舶的通航安全，目前汛期船舶在礁石河段為了避開流態(tài)紊亂區(qū)域，必須采取“過河”行駛的措施，這就造成了航路相互交叉，威脅到了船舶的航行安全。因此，有必要對佛面灘灘段航道的礙航特性和灘險成因以及炸礁方案優(yōu)化進行研究。
　　本文根據(jù)研究河段內(nèi)的實測地形水文資料，建立該河段的平面二維水流數(shù)學模型，進

2、行水位、流速及流向驗證，研究了佛面灘灘段的礙航特性和最洶流量，以此確定了整治思路、整治參數(shù)及整治方案，并分別基于水流數(shù)值模擬和船舶操縱模擬對比分析了佛面灘各方案的優(yōu)劣情況。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　①依據(jù)研究河段實測地形水文資料，采用平均水深控制體積法建立佛面灘的平面二維水流數(shù)學模型，并對比模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)進行水位、流速及流向驗證，結(jié)果表明該模型可以應(yīng)用于工程河段水流流場的模擬。
　?、诨诙S水流數(shù)學模型的模擬計

3、算，選取流速、橫向流速、流速橫縱比、航行阻力及船舶推阻比等5個指標作為本研究方案的評價指標，并對比單位炸深效比分析不同炸深對水流條件的改善情況。
　?、劬C合考慮佛面灘灘段最低設(shè)計水位、淹沒水位、最差流態(tài)水位等情況，從中選取8組具有代表性的水位和流量組合，開展密集工況的灘段水流特性模擬，分析了研究河段的礙航特性和灘險成因是汛期佛面灘淹沒形成水下潛壩，流速大，比降大，形成向右滑梁水，灘后回流強度大，并確定了最洶流量為Q=24500m3

4、/s。
　?、艽_定本研究的整治參數(shù)為炸礁水深、炸礁基線以及炸礁平臺，結(jié)合佛面灘的整治思路與原則，確定工程河段的多種炸深、不同平臺線組合的炸礁方案。對比不同方案下的流速、橫向流速、流速橫縱比、航行阻力及船舶推阻比等參數(shù)，推薦炸礁方案為距基線40m兩級平臺，平臺一炸深8m，平臺二炸深6m。
　?、莼诖安倏v運動數(shù)學模型，使用船舶操縱模擬器計算舵角、漂角和航速等航行參數(shù)，以此對比分析炸礁方案的整治效果，與水流數(shù)值模擬分析結(jié)果相互