金沙江、岷江水電樞紐調(diào)峰發(fā)電引起非恒定流下泄,致使敘瀘段河道流量和水位相較于天然情況具有變化快、變幅大的特點,給航道通航、管理維護帶來新的困難。本文采用實測資料分析和非恒定流數(shù)學(xué)模型作為研究手段,針對敘瀘段河道非恒定流傳播特性及其對航道要素的影響展開研究,包括非恒定流波高衰減、傳播速度、流量和水位變化及與恒定流條件時的差異等,討論河道不同平面形態(tài)對非恒定流傳播影響,研究日調(diào)節(jié)非恒定流對航道尺度、流速和比降等水力要素的影響。取得主要結(jié)論如下:(1)宜賓常見非恒定流波高為0.8~1.5m,自水位波峰起向下傳播至觀音背歷時約12~14h,波高衰減約為宜賓初始波高的1/2;非恒定流流量基值越大時,波的衰減坦化效果越不明顯;沿程最低水位僅受流量基值影響,而與流量峰值大小無關(guān);隨傳播距離增加,沿程水位最大日變幅整體呈減小趨勢;(2)典型非恒定流傳播周期約26h,波長約217.4km,平均傳播速度為8.4km/h,且半個波長內(nèi)波速沿程減小。非恒定流條件下沿程流量變幅大小僅與初始流量波幅以及周期有關(guān),而與初始流量峰值、基值絕對大小無關(guān)。周期越短,衰減速率越快,衰減幅度越大。隨著傳播距離增加,流量變幅衰減趨勢減緩,半個波長后衰減為初始流量變幅的54.2%~64.5%,水位波峰沿程下降、波谷沿程抬升,變化幅度逐步減小,但總的周期保持不變;(3)相較于恒定流條件,自宜賓流量波峰起沿程流量逐步減小,自波谷起沿程流量逐步增加,隨著距離的增加,沿程流量變幅縮小,向平均值靠攏;水位變化與流量變化規(guī)律相似,非恒定流與恒定流時觀音背水位差達(dá)2m左右;(4)順直河道自上而下非恒定流波高逐步減小,波高坦化率逐漸增大,波的衰減速度加快。放寬型河道非恒定流波高快速下降,促進波的衰減坦化;束窄型河道水位沿程下降、波高衰減速率沿程減小,抑制波形坦化。在彎曲河道非恒定流波高變化與具體灘性及彎曲半徑有關(guān);(5)流量上漲水面比降跟峰增加,流量下降比降隨谷減小;非恒定流產(chǎn)生的附加比降最大值出現(xiàn)上漲或下降段期間。流速與流量成正比,同一流量漲水階段流速大于降水相應(yīng)流速,沿程流速分布還與其斷面形態(tài)有關(guān)。非恒定流作用產(chǎn)生附加比降時同時存在附加流速,通常上漲段其值為正,下降段其值為負(fù)。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U697
【部分圖文】：

第一章 緒論背景貨運量位居全球內(nèi)河第一的黃金水道，加快長江內(nèi)河水運發(fā)展道功能，增強干線航運能力，充分發(fā)揮長江運能大、成本低、于構(gòu)建現(xiàn)代綜合交通運輸體系、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有重要、瀘州港等相繼擴建及重慶長江上游航運中心建設(shè)的積極推進地物資集聚能力、水運中轉(zhuǎn)能力不斷增強，長江上游航道運量綜合交通體系中的地位進一步鞏固。航道上起宜賓合江門（1044km），下至瀘州納溪（944km），是道的最上游，承擔(dān)著川、黔、滇、渝水路中轉(zhuǎn)運輸重任。由于金級開發(fā)的大力實施，水電樞紐調(diào)峰發(fā)電下泄非恒定流引起敘瀘水位相較于天然情況變化快、幅度大，無疑對航運發(fā)展帶來新的

第二章 敘瀘段航道概況瀘段航道現(xiàn)狀與灘險分布情況江上游敘瀘河段上起宜賓合江門（1044km）下至瀘州納溪（944km），山區(qū)河流，枯水期歷時較長，水位比較穩(wěn)定；洪水期徑流暴漲暴落，水大�？莺樗用鎸挾认嗖钶^大，枯水河寬最窄處僅為約 200m，洪水河～1000m。河道“彎、淺、險、窄、急”，灘險眾多，礁石林立，水流復(fù)雜段整治工程實施以前，宜賓合江門至瀘州納溪 100km 航道為Ⅳ級航道準(zhǔn)維護尺度為 1.8m×40m×400m，通航保證率為 98%。航道按重點航標(biāo)部河段如香爐灘、筲箕背等為通航控制河段，長度大多在 2km 以上，為單倍或雙倍航寬。經(jīng)過五年兩期的宜賓至重慶航道整治工程的順利實瀘段航道等級達(dá)到Ⅲ級，枯水期航道維護尺度達(dá)到 2.7m×50m×560m證率為 98%，標(biāo)準(zhǔn)通航船舶為 1000 噸級，航道維護類別及航標(biāo)配布類類，全線實現(xiàn)晝夜通航。

深小于干水深的網(wǎng)格單元靜水深加上另一單元表面高程水位必須大于 0。②干單元:單元一邊水深必須小于干水深，另外三邊任一個均不是淹沒邊界。干單元不計入計算。③半干:單元水深介于干水深和濕水深之間，或水深小于干水深但有一邊是淹沒邊界。此時動量通量為 0，只計算質(zhì)量通量。④濕:單元水深大于濕水深，此時動量通量和質(zhì)量通量都會被考慮。3.2 敘瀘段二維非恒定流數(shù)學(xué)模型建立3.2.1 計算域及網(wǎng)格劃分本文主要研究范圍為宜賓合江門至瀘州納溪河段，起訖點為長江上游航道里程 1044.0km～944.0km，全長 100km。由于下游僅有朱沱水文站資料掌握較為全面，因此本文采用朱沱水文站斷面作為模型出口邊界。計算域為為宜賓（1044.0km）至朱沱水文站（805.9km）河段，總長 238.1km，且主要研究宜賓至瀘州河段。網(wǎng)格采用非結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格，計算域內(nèi)共布置 75072 個計算網(wǎng)格，每個網(wǎng)格包含 3個計算節(jié)點，節(jié)點平均間距約為 50m。計算網(wǎng)格及局部放大示意圖如下所示：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2822645