[00635063]山区河流高等级航道治理效果预测的关键技术及应用

随着国家“一带一路”发展战略的实施和长江黄金水道建设的推进，内河航运事业蓬勃发展，船舶流量迅速增加，船舶吨位及尺度也明显加大，通航环境日益复杂，通航要求不断提高，航道等级提升已成为内河航运发展中迫切需要解决的现实问题。航道建设是航运发展的基本保障，滩险整治是航道建设的重要内容。在某些山区河流，滩险群集，成因复杂，整治方案往往需要通过系统研究确定，方案效果预测评价则成为方案决策的重要依据，预测的准确性如何与航道治理成败密切相关，因此，开展山区河流高等级航道治理效果预测具有重要的理论价值和现实意义。 山区河流高等级航道治理效果预测评估在“水流运动模拟技术”、“整治方案设计理论”和“整治方案效果直接预测评估”等方面还存在一些科学与技术问题，围绕上述问题，项目组通过科技攻关、数值仿真、实验测试、实践验证，完成了《山区河流高等级航道治理效果预测的关键技术及应用》技术成果，并将相关成果应用于工程实践，为整治方案的优化决策提供科技支撑。 研究取得的创新成果包括： 推导了雷诺应力垂线分布公式和多因素影响下的风生流流速分布公式，实现了水流表面风速数据提取，基于半隐式求解算法，建立了考虑风影响的改进三维水流数学模型和河床阻力的分形计算方法。 提出了山区河流弯道河段有效航道边界的判定方法，基于河相关系理论导出了考虑来沙粒径的山区河流航道整治线宽度计算公式。 开发了考虑风、流、浅水效应等复杂条件下的山区河流船舶操纵运动数学模型仿真软件，并将该软件成功应用于山区航道整治工程方案设计与效果预测评价。 项目研究获得国家发明专利10项、实用新型专利3项、计算机软件著作权2项，出版专著5部，发表论文39篇(其中SCI收录9篇、EI收录12篇)。 该项目研究的"山区河流高等级航道治理效果预测的关键技术及应用"技术，为整治方案优化决策提供了科学依据，有力支撑了长江上游黄金水道建设，促进了山区河流高等级航道整治技术的进步，推动了航运事业和地方经济的发展，成果已成功应用于长江上游九龙坡至朝天门河段航道建设工程、长江上游莲石滩碍航滩险航道整治工程等10余项航道整治工程中，优化了整治方案，提高了整治效果，节省了工程投资，取得了超过5000余万元的直接经济效益和巨大的社会效益，应用前景广阔。