渠江（达州南门口至广安四九滩段）航运配套工程行洪论证及河势稳定评价报告——凉滩库区
图4.2 计算河段三维网格划分图
A.水位
任何河道的水位都是有波动的，若为急流，则自由表面的水流中还会掺杂一部分空气，对测量水位时造成一定的难度。用自由表面上，水的体积分数为90%的面作为选定的水面，即取volume of water =0.9 的面作为水面线的表征面。
B. 流场
水是牛顿流体，其受到河底及侧壁边坡摩阻力的作用，导致临底流速比水自由表面处的流速小。因此，流场的表征面也采用水的体积分数为90%的面。
将Fluent输出的dat文件导入tecplot软件后，进行流场与水位的处理。
4.2.3计算结果与分析
P=2%、5%、10%情况下，典型断面平均水位、平均流速及过流面积在航道整治前后情况及其变化情况见表4-10。
从平均水位来看，评价河段范围内航道整治前后水位增减不一。P=2%、5%、10%情况下，航道整治前评价河段水位分别在253.18m~255.24m、251.67m~253.25m、249.50m~250.23m之间；航道整治后CS1~CS4断面水位降低，降幅分别在0.03m~0.06m、0.04m~0.07m、0.03m~0.08m之间；CS5~CS7断面水位增高，增幅分别在0.09m~0.12m、0.10m~0.12m、0.10m~0.13m之间；CS8断
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面水位不发生变化。可见，航道整治使评价河段范围内部分河段水位雍高，部分河段水位降低，但增减幅度均较小。航道整治对行洪影响较小。
从平均流速来看，航道整治前后典型断面流速变化不一。P=2%、5%、10%情况下，航道整治前评价河段平均流速分别在2.52m/s~3.19m/s、2.28 m/s ~2.93 m/s、2.10 m/s ~2.74m/s之间；航道整治后CS1~CS7断面流速减小，CS8断面流速不变，CS1~CS7断面流速减小幅度分别在0.72%~2.71%，0.90%~3.09%，0.74%~2.74%之间。可见，航道整治使评价河段范围内大部分河段的流速减小，利于航运。
从过流面积来看，航道整治前后除CS8过流面积不发生变化外，其余典型断面过流面积均增大。P=2%、5%、10%情况下，航道整治前后CS1~CS7过流面积增幅分别在0.73%~2.79%，0.91%~3.19%，0.75%~3.19%之间。可见，航道整治使评价河段大部分断面洪水过流面积增大，航道整治利于河道行洪。
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表4-10 评价河段行洪特性计算成果表
最低河底 平均水位（m） 差值 平均流速（m/s） 变幅(%) 高程 （m） 217.60 224.90 227.40 224.70 225.70 228.90 227.70 226.30 217.60 224.90 227.40 224.70 225.70 228.90 227.70 工况1 工况2 255.24 254.88 254.59 254.22 253.87 253.52 253.18 253.20 253.25 252.95 252.71 252.40 252.11 251.79 251.67 255.24 254.97 254.69 254.34 253.82 253.46 253.12 253.17 253.25 253.05 252.82 252.52 252.05 251.72 251.60 2-1 0.00 0.09 0.10 0.12 -0.05 -0.06 -0.06 -0.03 0.00 0.10 0.11 0.12 -0.06 -0.07 -0.07 工况1 3.07 3.19 3.17 2.55 2.57 2.52 2.58 2.75 2.80 2.93 2.91 2.33 2.35 2.28 2.30 工况2 （2-1）/1 3.07 3.11 3.08 2.48 2.54 2.49 2.55 2.73 2.80 2.85 2.82 2.26 2.32 2.24 2.26 0.00 -2.47 -2.71 -2.62 -1.12 -1.32 -1.35 -0.72 0.00 -2.86 -3.09 -2.80 -1.29 -1.54 -1.55 频率 河段 断面号 CS8 CS7 CS6 2% 渠江 CS5 CS4 CS3 CS2 CS1 CS8 CS7 CS6 5% 渠江 CS5 CS4 CS3 CS2 断面里程 （m） 4182 3582 3106 2479 1899 1333 742 0 4182 3582 3106 2479 1899 1333 742 流量 （m3/s） 28400 28400 28400 28400 28400 28400 28400 28400 25200 25200 25200 25200 25200 25200 25200 过流面积（m2） 工况1 9264.91 8901.01 8959.35 11142.05 11069.37 11252.49 11001.47 10325.16 9006.76 8587.02 8653.67 10825.43 10740.92 11057.31 10954.45 工况2 9264.91 9126.01 9209.35 11442.05 11194.37 11402.49 11151.47 10400.16 9006.76 8839.53 8929.58 11137.32 10881.20 11229.91 11126.88 变幅(%) （2-1）/1 0.00 2.53 2.79 2.69 1.13 1.33 1.36 0.73 0.00 2.94 3.19 2.88 1.31 1.56 1.57 30
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频率 河段 断面号 CS1 CS8 CS7 CS6 10% 渠江 CS5 CS4 CS3 CS2 CS1 断面里程 （m） 0 4182 3582 3106 2479 1899 1333 742 0 流量 （m3/s） 25200 22500 22500 22500 22500 22500 22500 22500 22500 最低河底 平均水位（m） 差值 平均流速（m/s） 变幅(%) 高程 （m） 226.30 217.60 224.90 227.40 224.70 225.70 228.90 227.70 226.30 工况1 工况2 251.70 250.23 250.11 250.02 249.89 249.83 249.52 249.50 249.51 251.66 250.23 250.20 250.12 250.01 249.77 249.44 249.42 249.48 2-1 -0.04 0.00 0.10 0.10 0.13 -0.06 -0.08 -0.08 -0.03 工况1 2.45 2.62 2.76 2.74 2.13 2.15 2.10 2.12 2.24 工况2 （2-1）/1 2.43 2.62 2.69 2.65 2.07 2.12 2.06 2.09 2.22 -0.90 0.00 -2.74 -3.09 -2.65 -1.50 -1.73 -1.78 -0.74 过流面积（m2） 工况1 10289.92 8597.91 8144.35 8215.79 10563.38 10465.12 10714.29 10597.19 10044.64 工况2 10383.09 8597.91 8374.18 8477.50 10851.09 10624.83 10903.42 10789.20 10119.64 变幅(%) （2-1）/1 0.91 0.00 2.82 3.19 2.72 1.53 1.77 1.81 0.75 31
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4.3 冲刷与淤积评价
凉滩库区航道整治工程主要对评价河段上游段（规划风洞子电站尾水区）航道右侧修建丁坝，航道内进行疏浚；对下游段航道进行疏浚。
疏浚工程实施后，河道过水断面增加，流速会减小，挟沙能力减弱，会有部分泥沙落淤。
筑坝工程实施后，因坝体压缩水流，坝址附近流速增大，挟沙能力增强，在坝体上下游一定范围内产生新的冲刷。加之坝体导流作用，坝头处冲刷更甚。由于冲刷作用，过水断面随之逐渐扩大，流速则伴随减小，到流速降到泥沙允许不冲流速时，冲刷则停止。本报告对各丁坝坝头计算局部冲刷。
4.3.1 河槽一般冲刷评价
工程整治河段位于上游规划风洞子电站枢纽坝后，下游凉滩电站回水变动区域。评价河段范围内，未整治区域的水流流态变化不明显，河道将维持原有的冲淤规律。疏浚工程实施区域由于过水断面增大，水位略降，流速减缓，可能会有部分泥沙落淤，但河道具备自动调节功能，河道将达到新的冲淤平衡。
总之，本工程修建对河道冲淤影响不大，整治前后工程河段流速变化不明显，挟沙能力基本无改变。
4.3.2 丁坝局部冲刷计算
由于丁坝束窄河床的作用，使得水流在丁坝的上游产生壅水，形成水流的高压区，而丁坝附近的水流在绕流作用下，流线集中，流速增大，形成了水流的低压区。位于高压区的水体，其中有少量水体折向河岸形成了回流，其他大部分水体沿丁坝流向坝头附近的低压区。在流动过程中，有部分水体受丁坝挡水作用产生了下降水流，并形成环绕坝头的涡流作用，使得坝头处的河床发生了冲刷。
根据《水力计算手册》（2006年出版，第二版），1972年前苏联运输工程部运输设计总局推荐丁坝局部冲刷计算公式如下： （1） 有泥沙进入冲刷坑
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