發(fā)布時間：2021-10-11 10:54

　　通過分析2010—2015年福姜沙河段歷年地形和水文資料,開展定床物理模型鋪沙沖刷試驗,采用三維潮流泥沙數(shù)學模型,研究福姜沙河段的邊灘泥沙輸移問題。結(jié)果表明,切割沙體移動速度和其驅(qū)動因子（如徑流、沙體高程和沙體迎水面角度）呈正相關(guān);靖江邊灘是以沖刷下移還是切割下移方式運動的臨界流量為4萬m3?s。靖江邊灘—福左水道是主要底沙輸移通道。上游流量是福姜沙河段輸沙方式變化和河床演變的主要動力因子。小流量時福中水道為主要輸沙通道;而大流量福北水道是主要輸沙通道。大流量持續(xù)作用下會有更多泥沙進入福北水道,福北水道易出現(xiàn)大幅淤積。 

【文章來源】：水運工程. 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

福姜沙河段和靖江邊灘沙體斷面

水運工程2020年各地形得到各年水深隨時間變化曲線，見圖2。圖22010—2015年水深的變化曲線由圖2可見，靖江邊灘切割沙體開始是一個峰值和重心都比較高的沙波，隨時間逐步向下游運移，沙波的峰值和重心高度不斷降低，明顯表現(xiàn)出切割沙體向下游運移的過程，而且運移速度表現(xiàn)出先快后慢、由快變慢的變化特征。1．2物理模型沖刷輸沙試驗設(shè)計3個不同流量在長江口整體物理模型上開展沖刷試驗，以研究流量對于靖江邊灘沙體沖刷位置和幅度的影響。3個試驗方案的上游大通流量分別為4萬、5萬和7萬m3?s。模型上福姜沙河段采用2014年7月地形，控制潮型采用經(jīng)過驗證的大潮。為了便于觀測和記錄，在物理模型中繪制鋪沙位置進行網(wǎng)格化(圖3)，橫向每排5個網(wǎng)格，縱向10排，總50個網(wǎng)格。每個網(wǎng)格物理模型上的面積為0.06m2，共3m2，鋪沙厚度為2cm，總共鋪模型沙體積為0.06m3。圖3福姜沙河段鋪沙位置在模型上福姜沙河段的靖江邊灘沙體鋪沙，然后在試驗過程中模型運行每隔2個潮周期(約32min)對靖江邊灘鋪沙區(qū)域的沖刷情況進行拍照。1．3三維潮流泥沙模型計算本文采用三維潮流泥沙ECOM-si模型，已建立了1個福姜沙河段局部模型，模型的邊界是從上游長江大通站—下游徐六涇河段。模型中垂線水深分11層，I方向節(jié)點數(shù)為337，J方向的節(jié)點數(shù)為225，共75825個網(wǎng)格節(jié)點。對福姜沙河段進行局部加密，最小網(wǎng)格間距為55m，能夠較好地貼合岸線和模擬工程。模型計算了逐時含沙量場和切應力場，可用于分析該河段泥沙輸移特征。2結(jié)果和分析2．1靖江邊灘切割沙體運移和驅(qū)動因子的關(guān)系沙體運動的直接驅(qū)動因子是作用在沙體上的切應力，其大小和該河段徑流的大孝潮差、沙體迎水面高程和沙體迎水剖面傾角有關(guān)系。潮差是周期性的物理變量

切割沙體開始是一個峰值和重心都比較高的沙波，隨時間逐步向下游運移，沙波的峰值和重心高度不斷降低，明顯表現(xiàn)出切割沙體向下游運移的過程，而且運移速度表現(xiàn)出先快后慢、由快變慢的變化特征。1．2物理模型沖刷輸沙試驗設(shè)計3個不同流量在長江口整體物理模型上開展沖刷試驗，以研究流量對于靖江邊灘沙體沖刷位置和幅度的影響。3個試驗方案的上游大通流量分別為4萬、5萬和7萬m3?s。模型上福姜沙河段采用2014年7月地形，控制潮型采用經(jīng)過驗證的大潮。為了便于觀測和記錄，在物理模型中繪制鋪沙位置進行網(wǎng)格化(圖3)，橫向每排5個網(wǎng)格，縱向10排，總50個網(wǎng)格。每個網(wǎng)格物理模型上的面積為0.06m2，共3m2，鋪沙厚度為2cm，總共鋪模型沙體積為0.06m3。圖3福姜沙河段鋪沙位置在模型上福姜沙河段的靖江邊灘沙體鋪沙，然后在試驗過程中模型運行每隔2個潮周期(約32min)對靖江邊灘鋪沙區(qū)域的沖刷情況進行拍照。1．3三維潮流泥沙模型計算本文采用三維潮流泥沙ECOM-si模型，已建立了1個福姜沙河段局部模型，模型的邊界是從上游長江大通站—下游徐六涇河段。模型中垂線水深分11層，I方向節(jié)點數(shù)為337，J方向的節(jié)點數(shù)為225，共75825個網(wǎng)格節(jié)點。對福姜沙河段進行局部加密，最小網(wǎng)格間距為55m，能夠較好地貼合岸線和模擬工程。模型計算了逐時含沙量場和切應力場，可用于分析該河段泥沙輸移特征。2結(jié)果和分析2．1靖江邊灘切割沙體運移和驅(qū)動因子的關(guān)系沙體運動的直接驅(qū)動因子是作用在沙體上的切應力，其大小和該河段徑流的大孝潮差、沙體迎水面高程和沙體迎水剖面傾角有關(guān)系。潮差是周期性的物理變量，所以從更長時間角度來看，潮差影響可以忽略。為了研究切割沙體峰值的運移速度和驅(qū)動因子的關(guān)系，首先定義沙體?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]長江口福姜沙河段近期河勢演變分析[J]. 劉高峰,郭文華,賈曉,吳華林,吳冬領(lǐng).  水運工程. 2013(11)
[2]沙波運動與推移質(zhì)輸沙率[J]. 趙連白,袁美琦.  泥沙研究. 1995(04)



本文編號：3430367