大型水电枢纽的建设给航运发展带来了新的机遇和挑战,一方面枢纽蓄水可以渠化上游河道,同时增加枯水期下泄流量。另一方面,电站调峰以及水库调度运行产生的非恒定流将改变天然河道水流条件,水位、流速的频繁变化给航道、船舶航行等带来不利影响。因此,研究电站非恒定流的传播特性以及对船舶航行安全和港口、码头装卸作业的影响具有重要实用价值。本文以向家坝水电站工程为依托,以水富港中嘴码头为研究对象,采用几何比尺1:100正态物理模型,并配合流量水位自动控制系统与测量系统,详细模拟了向家坝电站日调节、大坝泄洪和机组切机过程中坝下游近坝河段非恒定流的变化情况,获得了非恒定流的特征参数。在此基础上配合小比尺自航船模试验研究非恒定流对近坝河段通航条件和水富港中嘴码头靠泊作业条件的影响。研究表明,电站非恒定流作用下,下游近坝河段水位、流速随流量变化而变化,最高或最低水位与下泄最大或最小流量有关,与流量变率的影响相对较小。水位在短时间内的变幅受流量瞬时变幅的影响更为显著,流量增减率越大,水位变率就越大,二者呈正相关。水位变幅与流量变幅及河道边界条件有关,坝下游河段流速与电站下泄流量,流量变幅及河道边界条件有关,流速变化过程与电站泄流过程相似,但流速峰值出现时间相对于流量峰值的时间有所滞后。受电站日调节运行影响,下游水位日变化较大,时涨时落,船舶须实时调整系泊缆绳以适应水位的变化,给装卸作业带来麻烦。大坝泄洪时洪峰将对港区船舶产生较大瞬时冲力,对停靠船舶安全有明显影响,特别是在洪水波到达船首时,为确保船舶进、出港及作业安全,应尽量避开泄洪流量陡增时段进、出港和港口作业。发生机组切机后迅速采取补水,对减小切机工况对坝下游港口码头的影响具有积极作用。本文还对非恒定流条件下的船舶系缆力进行了计算。通过三维有限元模型,动态模拟船舶靠泊过程中的受力情况,结果表明:船舶靠泊时,接触单个橡胶护舷可减小靠泊撞击反力。船舶进港靠泊时应尽量减小靠泊角度,其值不应超过15°,其成果可供类似工程参考。