白坭河大桥扩建工程通航安全水流流态数值模拟研究

结果 符合 水 力计算 规 范 的要 求 。
收 稿 日期 ：００— ２—２ ２１ ０ ３
修 回 日期 ：０ ０—０ ２１ ２—２ ６
工 从 作 者 简 介 ： 美 兰 （９ １ ） 女 ， 林 １８ ， 本科 ， 程 师 ， 事 水 力 学 及 河 流 动力 学 研 究 。
７ ・
测地 形 。整个 网河 模 型 的糙 率 首 先 用 较 为 完整 和详 细
的西 、 江三 角洲 大 同步 水 文 测 验 成 果 “ ９ ７ 洪 水 资 北 ９． ” 料进 行初 步 率 定 ， 用 “ １ ２ 的 实 测 过 程 进 行 验 证 得 再 ０．” 到最 终 的糙率 。模 型 非恒定 流潮 位 、 流量 率定 和验 证 的
（ 东省水 利水 电科 学研 究院 ， 东 广 州 ５ ０ １ ） 广 广 １６ ０
摘 要 ： 白坭 河 大 桥 扩 建 工 程 为例 ， 用 数 学模 型 方 法 ， 过 模 型 率 定 与 验 证 ， 取 典 型 水 文 组 合 ， 对 工 程 在 主航 道 上 以 采 通 选 针
形 成 的 “ 航 巷 道 ” 对 扩 建桥 梁 工 程 的 通 航 安 全 水 流流 态进 行数 值模 拟 研 究 ， 讨扩 建 工 程 的 建 设 对 通 航 安 全 可 能 造 成 的 通 ， 探
计算 出 白坭 河大 桥工 程 近 区 局 部水 域 平 面二 维 潮 流 数
学模 型 的边 界条 件 ， 通过 二维 潮 流数 学模 型较 精细 地 再 模 拟 白坭 河 大桥 工程 扩建 前 、 工 程近 区局 部水 域 的流 后 速 、 态及其 分 布等情 况 ， 以分 析 、 价扩 建 大桥 程 流 用 评
・
２１ ０ ０年 ３月 第 ３期
影响。 关 键 词 ： 航 巷 道 ； 航 安 全 ； 态 ； 值 模 拟 通 通 流 数
中 图 分 类 号 ：Ｖ１５ ３ ｒ
文 献 标 识 码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：０ ８一 １２ ２ １ ）３— ０ ７— ３ １０ Ｏ １ （０ ０ ０ ０ ０ ０
引言
对 船行 安全 可能 产生 的影 响 。
式 中 Ｑ为流 量 ； 为水 位 ； Ｒ为 水 力 半径 ； Ｍ为流 速 ； ｇ
为旁 侧入 流 ； ｎ为糙 率 ； 为包 括 主 河 道 泄 流 宽度 和仅 Ｂ、 起调 蓄作 用 的附加 宽 度 ； Ｂ为过流 河 宽 ； Ａ为过水 面积 ； ｇ
为重 力加 速度 ； ｔ 别为 空间 和时 间坐标 。 、 分 方程 （ ） 增 加 网河 节 点 处 的流 量 连 接 条 件 和 动 １再
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一
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在 通航 安全 隐 患 。为确保 过往 船 只 的通航 安全 ， 有必 要
开展 相应 的分 析研究 一 作 ， 证评 价扩 建 大桥 工程对 通 论 航 安全 可能 造成 的影 响 。 白坭 河 大桥 扩建 Ｔ程 所处 的 西 、 江三 角洲 网河 区 北 内水道 纵横 交错 、 互贯 通 ， 水 流形 态 既受 上 游 径 流 相 其 动力 的影 响 ， 受外海 潮 汐动 力 的控制 ， 外 ， 又 此 台风 季节
后 工 程近 区局 部水 域 的流 速 、 态 及 其 分 布情 况 。西 、 流 北江 三角 洲 网河 河道 地形 资 料＿ 采 用 １ ９ 汛后 实 口 『 ９ ８年
测 水文 资料 对模 型率 定 与 验 证 ； 后 在 已有 地 形 、 文 然 水
和工程设 计 资料 的基 础上 ， 通过 大范 围网河数 学模 型 先
采 刚建 立 两 、 江三 角洲 大范 一 维 网河数 学模 型 与工 北
通过 建立 西 、 北江 ｉ角 洲大 范 围 网河 数学 模型嵌 套 局部
平 面二维 数学 模 型 的方 法模 拟 白坭河 大 桥工程 扩建 前 、
程 近 区局 部 水域 平 面二 维 潮 流数 学模 型相 结 合 的方 法 进行 。为确保 模 型计算 结 果 的可靠 性 ， 首先 采用 同步 观
孤法 １ 数学 模型 及计 算方 ＋ ＋
日 １ １ 一 维 网河数学 模 型 ．
一
白坭河 大 桥扩 建工 程所 处 白坭水 道位 于西 、 江 三 北 角洲 北缘广 州 片 网河 ， 由分 别 布置 于原北 环 高速公 路 自坭河 大桥 上 、 下游 两侧 的两 条 匝道组 成 。 白坭 河 大桥 扩 建工 程 的桥墩 与 原北 环 高 速 公 路 白坭 河 大桥 桥 墩 完
全对 应 ， 顺水 流 流 向布置 在 同一直 线上 。两 侧 扩建 桥均
维 非恒 定流 网河 数学 模 型 的基 本 方程 采 用 圣 维 ～ ｍ
＝ ＋
南方 程组 ：
吼
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昏
与原 桥平行 ， 距均 为 ６ 这 样 ， 白坭 河 大桥 和其 两 净 ｍ， 原 侧 扩 建桥桥 墩在 主航 道上 就形 成 了一 条宽 度 为 ５ ｍ、 ０ 长 约为 ６ ｍ 的通航 巷 道 ， 町能 对来 往 船 只 造成 影 响 ， ０ 有 存
第 ３期
２１ ０ ０年 ３月
广 东 水 利 水 电
ＧＵＡＮＧＤ０ＮＧ ＡＴＥＲ Ｗ ＲＥＳ ０ＵＲＣＥＳ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＰＯＷ ＥＲ
Ｎｏ ３ ．
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白坭 河 大 桥 扩 建 工程 通 航 安 全 水 流 流态 数 值 模 拟 研 究
林 美 兰 ， 林春 徐
力 连接条 件 即构成 一 维 网河 数 学模 型 ， 采用 网河 三级 可
联 解 方法 求解 。 白坭 河 大桥位 于 西 、 江 角 洲 广 州 片 网河 区 ， 北 可
还 受 台风暴潮 的影响 。在 如此 复 杂 的水 动 力环境 下 ， 为
分 析扩 建大 桥Ｔ 程对 通航 安全 可 能造成 的影 响 ， 本研 究