本文關(guān)鍵詞：小浪底水利樞紐進(jìn)水塔群前高灘邊岸坍塌特性試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多沙河流上修建的水庫(kù),都存在庫(kù)區(qū)淤積問(wèn)題。而在黃河的干支流上修建水庫(kù),水庫(kù)淤積問(wèn)題更為嚴(yán)峻。在上游來(lái)水來(lái)沙和樞紐調(diào)度運(yùn)行的共同作用下,庫(kù)區(qū)會(huì)產(chǎn)生縱向沿程淤積,同時(shí)在壩前會(huì)形成高灘深槽的橫向淤積形態(tài)。當(dāng)它發(fā)生到泄流建筑物前的時(shí)候,一旦失穩(wěn),此時(shí)發(fā)生的坍塌淤堵比上游沿程淤積相比是急促的、迅速的和危險(xiǎn)的。所以防止泄流建筑物前高灘深槽邊坡失穩(wěn)是非常緊迫。選擇合適的研究手段,開(kāi)展泄流建筑物前高灘深槽邊坡穩(wěn)定性試驗(yàn),意義重大。高灘深槽邊坡的穩(wěn)定性對(duì)于樞紐泄水建筑物的安全運(yùn)行有重要的影響。本文以小浪底水利樞紐為研究對(duì)象,探討進(jìn)水塔前高灘深槽邊岸的穩(wěn)定性,探討在特殊急降水條件下高灘深槽邊岸坍塌的狀況以及可能采取的除險(xiǎn)措施。該研究對(duì)多沙河流水庫(kù)的運(yùn)用實(shí)際及河流動(dòng)力學(xué)的理論發(fā)展均有重大意義。本文首先進(jìn)行了陰離子交換樹(shù)脂模型沙的物理特性的試驗(yàn)研究,進(jìn)行了模型沙的選取;利用小浪底水利樞紐壩區(qū)正態(tài)整體動(dòng)床泥沙物理模型,進(jìn)行了模型驗(yàn)證。在已經(jīng)存在高灘深槽淤積形態(tài)的基礎(chǔ)上,根據(jù)《小浪底水利樞紐攔沙后期運(yùn)用調(diào)度規(guī)程》,開(kāi)展了不同降水速率的泄流拉沙試驗(yàn),觀察了塔前高灘深槽邊坡在不同降水速率時(shí)的穩(wěn)定性、滑塌狀況;研究了可以采用的防淤堵運(yùn)用措施。研究表明在庫(kù)區(qū)實(shí)際運(yùn)行最大降水速率為3m/d的條件下,塔前高灘坍塌嚴(yán)重,而且左岸坍塌更為嚴(yán)重,平均淤堵到189m,局部淤堵高度高達(dá)8m。為此進(jìn)行產(chǎn)生塔前高灘坍塌主要因素的試驗(yàn),得知水位驟降是引起塔前邊岸坍塌的主因。由于在最大降水條件下,塔前坍塌嚴(yán)重,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行塔前淤堵后拉沙試驗(yàn),研究表明,在超過(guò)允許淤沙高程時(shí),采用先開(kāi)啟明流洞、后孔板洞、再排沙洞的運(yùn)行方式,可以將塔前淤積的大部分沙拉走。泄流拉沙過(guò)程中,各孔洞排沙效率與孔洞位置、泄量緊密相關(guān),同時(shí)還與相鄰前期孔洞排沙形成的漏斗特性有關(guān),孔板洞拉沙時(shí),沖刷效率最高。為了進(jìn)一步精細(xì)研究高灘邊坡穩(wěn)定性與降水速率、泥沙粒徑的關(guān)系,本文又利用0.8m(寬)×1.0m(高)的大型水槽,開(kāi)展了高灘邊岸坍塌特性的概化水槽試驗(yàn)。研究不同降水速率(0.3m/d、1m/d、4m/d和7m/d)條件下、不同中值粒徑(細(xì)沙、中沙和粗沙)對(duì)高灘邊灘坡度的影響。研究表明:泥沙休止角與泥沙堆積體的水下平衡坡度不一致,且粒徑越粗,水下平衡坡度越大;泥沙淤積體在水位降低下滑塌過(guò)程基本符合一致規(guī)律,但淤積體水上坡度和水下坡度隨時(shí)間的變化其分布不一致;隨著水位下降,粗沙和中沙坡度變化總體上沒(méi)有細(xì)沙坡度變化明顯。相對(duì)而言,細(xì)沙最不穩(wěn)定;降水結(jié)束后的最終橫向淤積形態(tài),分為爬坡段、斜坡段和反坡段。其各段上相對(duì)邊角與其相對(duì)位置呈分段函數(shù)關(guān)系。本項(xiàng)研究豐富了對(duì)模型沙的物理特性認(rèn)識(shí),提出了邊坡坍塌的規(guī)律及形成機(jī)理;同時(shí)針對(duì)工程問(wèn)題,回答了降水速率、泥沙粒徑與邊坡穩(wěn)定的關(guān)系,以及淤堵后的除險(xiǎn)措施。
【關(guān)鍵詞】：小浪底水庫(kù) 模型試驗(yàn) 高灘邊岸 穩(wěn)定分析 淤堵后沖刷 水槽試驗(yàn) 降水速率 滑塌
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV145
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 問(wèn)題的提出11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 工程概況15-16
• 1.4 研究方法及技術(shù)路線16-17
• 1.4.1 研究方法16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-17
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 壩區(qū)動(dòng)床模型的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證19-27
• 2.1 模型相似理論19-22
• 2.1.1 模型相似條件19-20
• 2.1.2 模型類(lèi)別及幾何比尺20
• 2.1.3 模型沙選擇20-22
• 2.1.4 模型比尺總匯22
• 2.2 模型布置22-24
• 2.2.1 整體平面布置22-23
• 2.2.2 模型量測(cè)斷面及測(cè)點(diǎn)平面布置23-24
• 2.3 模型制作與測(cè)量?jī)x器24
• 2.4 模型驗(yàn)證24-27
• 2.4.1 整模型驗(yàn)證試驗(yàn)24-25
• 2.4.2 試驗(yàn)方法25
• 2.4.3 試驗(yàn)結(jié)論25-27
• 3 進(jìn)水塔群前高灘邊岸穩(wěn)定性試驗(yàn)27-61
• 3.1 水位降低條件下邊坡穩(wěn)定性試驗(yàn)27-40
• 3.1.1 研究思路27
• 3.1.2 試驗(yàn)控制條件27-28
• 3.1.3 試驗(yàn)成果28-40
• 3.1.4 成果及分析40
• 3.2 邊坡失穩(wěn)的主因試驗(yàn)40-45
• 3.2.1 研究思路40
• 3.2.2 試驗(yàn)試驗(yàn)控制條件及方案40
• 3.2.3 試驗(yàn)成果40-45
• 3.2.4 成果及分析45
• 3.3 進(jìn)水塔群前邊坡失穩(wěn)后淤堵除險(xiǎn)試驗(yàn)45-61
• 3.3.1 試驗(yàn)思路45
• 3.3.2 試驗(yàn)控制條件45-46
• 3.3.3 試驗(yàn)過(guò)程46-47
• 3.3.4 試驗(yàn)成果47-59
• 3.3.5 成果及分析59-61
• 4 高灘邊岸坍塌特性的概化水槽試驗(yàn)61-97
• 4.1 研究思路61
• 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)61-63
• 4.3 預(yù)備試驗(yàn)63-71
• 4.3.1 沙樣63-66
• 4.3.2 水下休止角試驗(yàn)66-68
• 4.3.3 加沙方法探究68-71
• 4.4 對(duì)比水下坡度試驗(yàn)71-85
• 4.4.1 細(xì)沙水下平衡坡度穩(wěn)定性試驗(yàn)71-79
• 4.4.2 粗沙水下平衡坡度穩(wěn)定性試驗(yàn)79-82
• 4.4.3 中沙水下平衡坡度穩(wěn)定性試驗(yàn)82-85
• 4.5 結(jié)果與分析85-97
• 4.5.1 試驗(yàn)段各斷面的對(duì)比分析85-86
• 4.5.2 淤積過(guò)程分析86-88
• 4.5.3 最后淤積形態(tài)分析88-95
• 4.5.4 堆積體坡度變化結(jié)果與分析95-97
• 5 結(jié)論與展望97-99
• 5.1 結(jié)論97-98
• 5.2 展望98-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的項(xiàng)目及發(fā)表的論文情況99-101
• 科研經(jīng)歷99
• 科研成果99-101
• 致謝101-103
• 參考文獻(xiàn)103-105

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本文編號(hào)：487647