有以下特点：（1）河道边滩和深槽将普遍淤积，边滩、回水沱、缓流区淤积厚度较大，宽阔河段淤积量大于狭窄河段，但河床淤积厚度有限；（2）河道深泓朝顺直微弯发展，但主流总体走势变化不大。由于拟建大桥处于规划的朱杨溪水利枢纽的近坝段区域，其河床演变趋势与葛洲坝电站和小南海水利枢纽基本相同。
3.4建桥对工程河段河床演变的影响分析
桥梁工程由于桥墩对水流的束窄阻水作用，使局部水流流态发生变化，引起相应的河床调整；同时，由于桥墩的分流和导流作用，可引起水流流向的局部改变，从而引起主流摆动和河床的演变。
拟建大桥占据的河道过水面积较小，小于1.8%，其束流作用不强；主流与墩轴线夹角较小，桥墩走向与水流流向较为一致，不会存在较大的阻水和挑流作用。数模计算表明，除桥墩附近水域的流场在建桥前后略有一定变化外，其余水域无明显变化，不存在建桥后引起主槽易位和摆动等河势改变的水流动力条件；桥墩附近水域流速虽有一定变化，但变化较小，天然情况20年一遇时，流速变化一般在-0.117～0.106m/s之间，朱杨溪水利枢纽修建后，流速变化更小。由于工程河段为山区性河流，河床组成较为坚硬，节点控制较好，因此流速的稍微增减对工程河段河床演变影响不大。
综上所述，在天然情况下，工程河段表现为典型的山区河道特征，河床及河岸边界约束较强，滩槽稳定，近期无明显变化。杨溪水利枢纽修建后，工程河段将出现累积性淤积，河床淤积厚度有限。由于工程河段河床多由岩石和砂卵石组成，抗冲能力强，大桥建设引起的流场变化不会对工程河段河床冲淤产生明显影响。
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4 防洪评价计算
由于工程河段的岸线、平面形态和水深变化较大，流态较为复杂，为研究拟建大桥对长江行洪能力的影响，有必要对该河段工程前后的河道水流条件进行数模计算。
贴体正坐标系的平面二维水流数学模型，可以较好地模拟复杂的河道边界条件，预测计算工程前后河道的水流流场。目前，二维水流数学模型已发展得较为成熟，计算精度较高，能满足工程分析需要。
4.1 数学模型的建立
4.1.1 贴体正交坐标系下的网格生成方法
采用拉普拉斯方程进行正交曲线座标的转换。设(x,y)为物理平面上的笛卡尔坐标系，(?,?)为变换平面上的直角坐标系，它们满足拉普拉斯方程：
?2x?2x?2?02???? (1) ?2y?2y??0??2??2 (2) 求解此拉普拉斯方程，即可获得河道贴体正交坐标系下的计算网格。在一个NE以(?,?)网格点为中心的控制体积中，见图a的数模网格示意图，方程可离散为： APxP＝AExE＋AWxW＋ASxS＋ANxNAPyP＝AEyE＋AWyW＋ASyS＋ANyN (3) WS图a 数模网格示意图 上式中的系数分别为：
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1AE?(?E??W)(?E??P) (4)
AW?1(?E??W)(?P??W) ( 5) 1(?N??S)(?N??P) (6) 1(?N??S)(?P??S) (7)
AN?AS?AP?AE?AW?AN?AS (8)
4.1.2 水流运动方程
经过贴体正交曲线坐标方程转换后，由水流连续方程、?向和?向的动量方程组成的水流运动方程为式(9)～(11)。 (1)水流连续方程
?H1?1??(hvC?)?(huC?)?0?tC?C???C?C??? (9)
(2)?方向动量方程
?u1??tC?C??h43?C??C?????1?H22(Cu)?(Cvu)?vu?v??g???????????C???????1C?C??C??C?????(C?)?(C?)??????????????????????????
uu2?v2n2g (10)
(3)?方向动量方程
?C??C???v1???1?H22?(Cuv)?(Cv)?vu?u??????g?tC?C???????????C????vu2?v2n2gh43?1C?C??C??C?????(C?)?(C?)??????????????????????????
(11)
以上各式中，?、?分别为正交曲线坐标系中的两个正交曲线坐标；u、v
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C?、C?分别为沿?、?方向的流速；h为水深；H为水位；g是重力加速度；
正交曲线坐标系中的拉梅系数，
22C?＝x?2?y?2，C??x??y?；???、???、???、???表示紊动切应力。
???
?1?uv?C???2?t???c??CC????????? (12) ?1?vu?C????C??CC????????? (13)
????2?t?
???????
?C???v?C???u??????????t??????C??CC??C?????????? (14) ??t是紊动粘性系数，?t=?u*h， ??0.3~0.5，h为水深；u*为摩阻流速。
4.1.3 数值计算格式和数值解
比较水流运动方程，它们可以表达成如下通用格式：
C??????C????????C?u????C?v???????????CC?C?????????t???????C???????C?????
15)
上式中?为扩散系数，C为源项。在数值计算时，只需对上式编制一个通用程序，所有控制方程均可用此程序求解。在对控制方程的差分离散和求解过程中，本模型采用了如下几项技术和方法。
(1)利用控制体积法离散上式，为解决压力梯度项和连续方程离散的困难，采用了交错网格的方法。
(2)在方程组离散时对对流—扩散项采用了幂函数格式。
(3)解各方程时，主要差别在源项，为了使方程收敛加快，对各方程的源项进行负坡线性化处理。
(4)对差分方程的求解采用了三对角矩阵法(TDMA)逐行求解。
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(5)为了避免计算机截断误差引起的发散，在数值计算中采用了欠松弛技术，收敛标准：误差流量源与入口流量源之比小于1.5%。
4.1.4边界条件的处理
平面二维水流泥沙数模中，边界条件通常包括岸边界、进口边界、出口边界以及动边界等，本模型采用了如下边界条件。
（1）岸边界：该边界为非滑移边界，即u=0，v=0。
（2）进口边界：进口边界位于计算河段的进口断面，其?方向给定入流单宽流量沿断面的横向分布，即u(?)?h(?)?f(?)，并给定?v/???0。进口、出口断面一般布置在顺直、单一、无回流等特殊流态的河段。
（3）出口边界：计算河段的出口断面给定水位沿河宽的分布，同时给定流速边界条件?v/???0，?u/???0。
（4）动边界：根据网格节点处河底高程和水位，可以判断该网格单元是否出露水面，若不露出，糙率值采用正常值；若出露，糙率值取无穷大值。
4.1.5计算域的选取及正交网格的生成
根据工程所处位置以及工程后可能引起的洪水位影响范围，并考虑计算需要的进出口长度、实测验证资料位置，选取计算区域为饿鬼碛～斗笠子河段，全长约17km。
平面二维数模在计算域内共布置500×60个网格点，经正交计算后得到如附图4.1所示的正交网格图，网格线的交角除岸边个别节点以外均为88～92°，基本保持正交。
正交曲线网格沿河流方向间距12～55m，沿河宽方向间距为9～
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