水庫變動回水區(qū)分汊河道,既受上游來水來沙的影響,也受下游水庫調度運行的影響,使河床長期處在調整過程中,且分汊河道由兩支及以上的汊道組成,任一支汊的變化都將影響整個分汊系統(tǒng),使其水沙特性較單一河道的更為復雜。各種因素的綜合作用,造就了水庫變動回水區(qū)分汊河道復雜的水沙環(huán)境,這勢必會引起河道河床形態(tài)的不斷調整,改變其分汊格局,從而影響該河段的航運、防洪及涉水工程等的安全和效益。因此,準確地了解并掌握此類河道的水沙特性,可為分析同類型河床演變規(guī)律、航道整治工程方案研究等奠定良好的基礎,具有重要的理論意義和實際意義。文中以小南海-渣角河道為研究對象,運用二維水沙數學模型,從平面角度分析了水庫變動回水區(qū)分汊河道的水沙特性變化。僅在枯水期時,研究河段受到水庫回水的影響,水位普遍抬升,但升高幅度均不超過3m,航槽內的水流條件得到大幅改善。天然狀況下,小南海河段各流量下的水動力軸線和輸沙路徑較穩(wěn)定,分流區(qū)的橫比降隨流量的增加而逐漸增大;渣角河段水動力軸線和輸沙路徑則變化幅度較大,隨流量的增大向左岸擺動,分流區(qū)橫比降隨流量的增加而逐漸減小。同時,借助分汊流三維概化數學模型,從空間上分析分汊流的水流結構特性...

【文章頁數】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 分汊河道水沙運動特征
        1.2.2 變動回水區(qū)分汊河道水沙運動特征
        1.2.3 變動回水區(qū)分汊河道演變特性
        1.2.4 變動回水區(qū)分汊河道演變影響因素
        1.2.5 水沙數學模型的研究及其應用
    1.3 研究內容
第二章 研究河段基本情況
    2.1 河道概況
    2.2 水文特性
        2.2.1 天然情況
        2.2.2 上游向家壩蓄水影響
        2.2.3 典型保證率流量統(tǒng)計
    2.3 泥沙特性
        2.3.1 天然情況
        2.3.2 上游向家壩蓄水影響
        2.3.3 卵石特征粒徑統(tǒng)計
    2.4 三峽水庫調度運行方式及其影響
        2.4.1 三峽水庫概況
        2.4.2 調度運行方式
        2.4.3 對研究河段的影響
    2.5 研究河段河床演變分析
        2.5.1 深泓線平面變化
        2.5.2 深泓線縱向變化
        2.5.3 等深線變化
    2.6 本章小結
第三章 研究河段二維水沙特性研究
    3.1 平面二維水沙數學模型
        3.1.1 基本方程
        3.1.2 定解條件
        3.1.3 數值解法
    3.2 計算范圍及網格劃分
    3.3 模型驗證
        3.3.1 驗證基礎資料
        3.3.2 水流模塊驗證
        3.3.3 泥沙模塊驗證
    3.4 水沙特性分析
        3.4.1 橫向水面線特征
        3.4.2 流速沿程變化
        3.4.3 水動力軸線
        3.4.4 挾沙因子沿程變化
        3.4.5 推移質輸沙
        3.4.6 水庫回水影響
    3.5 本章小結
第四章 分汊流三維水動力數學模型研究
    4.1 數學模型基本原理
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 湍流模型
        4.1.3 數值方法
        4.1.4 自由水面的VOF法
    4.2 分汊流模型的建立
        4.2.1 網格劃分
        4.2.2 邊界條件
    4.3 模型驗證
        4.3.1 分流比
        4.3.2 流場分布
    4.4 計算結果分析
        4.4.1 平面流場
        4.4.2 橫斷面流場
        4.4.3 水流紊動特性
    4.5 本章小結
第五章 渣角河段的整治及穩(wěn)定性分析
    5.1 挖槽尺寸確定
        5.1.1 挖槽寬度
        5.1.2 挖槽深度
    5.2 航槽內水流特性
        5.2.1 水面比降
        5.2.2 平均流速
        5.2.3 消灘水力指標
    5.3 整治建筑物布置及水沙特性變化
        5.3.1 分流比
        5.3.2 流速及流態(tài)
        5.3.3 消灘水力指標
        5.3.4 輸沙強度變化
        5.3.5 輸沙帶變化
    5.4 挖槽長期穩(wěn)定性研究
        5.4.1 沖淤分布及斷面變化
        5.4.2 3.5m等深線分布
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
在學期間發(fā)表的論著及取得的科研成果



本文編號：3748254