發(fā)布時(shí)間：2017-07-19 02:06

  本文關(guān)鍵詞：庫(kù)區(qū)急灘整治措施—潛壩群水流特性研究

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【摘要】：長(zhǎng)江作為水運(yùn)交通的第一大交通要道,是連接西南、華中、華東三大經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要紐帶,維護(hù)其航道穩(wěn)定以及船舶航行的安全是國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。長(zhǎng)江三峽—葛洲壩兩壩間河段是長(zhǎng)江干線航道的重要組成部分,河段間水流流態(tài)紊亂,河勢(shì)險(xiǎn)峻,水流湍急,多處灘險(xiǎn)集淺、險(xiǎn)、急的特點(diǎn),不利于船舶航行以及航道運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展。從當(dāng)前的研究成果看出,傳統(tǒng)庫(kù)區(qū)急灘整治手段效果不理想,因此,本文提出采用“群潛壩成緩”的方法進(jìn)行庫(kù)區(qū)急灘整治,對(duì)豐富兩壩間航道整治的手段,提高水運(yùn)效益等具有重要意義。本文采用Smagorinsky亞格子紊流模型、概化水槽試驗(yàn),對(duì)潛壩周圍水流特性進(jìn)行試驗(yàn)和分析,研究了單潛壩、群潛壩壩后緩流區(qū)寬度的影響因素,得到以下主要結(jié)論:(1)潛壩對(duì)水流產(chǎn)生阻擋作用,在壩后形成明顯的緩流區(qū),船舶可借助緩流區(qū)自航上灘。壩后緩流區(qū)的范圍大小,與潛壩壩體形態(tài)、水流特性密切相關(guān)。(2)通過(guò)大量的單潛壩水槽試驗(yàn)和三維數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)潛壩淹沒(méi)度、束窄率是壩后緩流區(qū)寬度的主要影響因素,而水流傅汝德數(shù)對(duì)緩流區(qū)寬度的影響不明顯;緩流區(qū)寬度與淹沒(méi)度呈負(fù)指數(shù)關(guān)系,與束窄率則呈正線性關(guān)系。壩后流速減小率隨潛壩淹沒(méi)度增加而減少,隨束窄率的增加而減少,小傅汝德數(shù)時(shí)壩后流速減小率相差不大,大傅汝德數(shù)時(shí)壩后流速減小明顯。據(jù)此初步建立了緩流區(qū)寬度與淹沒(méi)度、束窄率、距壩位置等的關(guān)系式。(3)通過(guò)單因素分析,總結(jié)了潛壩壩頂溢流比與淹沒(méi)程度和束窄率的關(guān)系,得到了壩頂溢流比與淹沒(méi)程度和束窄率的初步關(guān)系式。(4)經(jīng)單壩、雙壩和三壩試驗(yàn)和數(shù)值分析,發(fā)現(xiàn)第一條潛壩的緩流區(qū)寬度并不隨潛壩數(shù)量、間距的變化而改變,但對(duì)緩流區(qū)內(nèi)流速減小率影響明顯;研究表明,當(dāng)潛壩間距為3~6倍潛壩壩長(zhǎng)時(shí),潛壩附近表面水流狀態(tài)最穩(wěn)定。(5)潛壩下游再增設(shè)潛壩后,上下游水位差有所減小,但在潛壩間距為3~6倍壩長(zhǎng)時(shí)上下游水位差最小;當(dāng)同間距布置三條潛壩時(shí),首壩上游水位壅高大于雙潛壩情況,而壩后最大跌水相差不大。
【關(guān)鍵詞】：庫(kù)區(qū)急灘 潛壩 三維數(shù)值模擬 航道整治 緩流區(qū)
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV865
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 庫(kù)區(qū)急灘整治11-14
• 1.2.2 潛壩在航道整治中的應(yīng)用14-15
• 1.2.3 潛壩周圍水流特性15-16
• 1.3 研究主要工作、技術(shù)路線及章節(jié)安排16-19
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 1.3.2 論文的技術(shù)路線17
• 1.3.3 章節(jié)安排17-19
• 第二章 概化模型實(shí)驗(yàn)19-28
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備19-20
• 2.2 試驗(yàn)儀器20-21
• 2.2.1 光電流速儀20-21
• 2.2.2 水位測(cè)針21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)操作21-23
• 2.3.1 施測(cè)點(diǎn)的確定21-23
• 2.3.2 操作流程23
• 2.4 潛壩形態(tài)23-24
• 2.5 試驗(yàn)工況24-27
• 2.6 基本參數(shù)擬定27
• 2.6.1 測(cè)針常數(shù)的確定27
• 2.6.2 水槽糙率的確定27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第三章 數(shù)學(xué)模型的建立及驗(yàn)證28-35
• 3.1 水流數(shù)學(xué)模型的建立28-30
• 3.1.1 控制方程28-29
• 3.1.2 紊流模型29-30
• 3.2 模型的建立30-32
• 3.2.1 模型初始條件及邊界條件30-31
• 3.2.2 網(wǎng)格設(shè)置31-32
• 3.3 模型的驗(yàn)證32-35
• 3.3.1 流速分布驗(yàn)證32-33
• 3.3.2 沿程水位驗(yàn)證33-35
• 第四章 潛壩對(duì)流場(chǎng)影響的研究35-58
• 4.1 緩流區(qū)寬度概化定義35-36
• 4.2 單潛壩影響區(qū)域潛壩附近流場(chǎng)36-53
• 4.2.1 研究工況36
• 4.2.2 淹沒(méi)程度對(duì)潛壩附近流場(chǎng)的影響36-42
• 4.2.3 束窄率對(duì)潛壩附近流場(chǎng)的影響42-48
• 4.2.4 傅汝德數(shù)對(duì)潛壩附近流場(chǎng)的影響48-51
• 4.2.5 單潛壩壩后緩流區(qū)寬度分析51-53
• 4.3 群潛壩影響區(qū)域潛壩附近流場(chǎng)53-57
• 4.3.1 研究工況53-54
• 4.3.2 緩流區(qū)寬度研究54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 潛壩對(duì)水面影響的研究58-68
• 5.1 單潛壩對(duì)自由水面的影響58-61
• 5.1.1 研究工況58
• 5.1.2 自由水面影響分析58-60
• 5.1.3 單潛壩壩頂溢流比60-61
• 5.2 群潛壩對(duì)自由水面的影響61-67
• 5.2.1 研究工況61
• 5.2.2 群潛壩壅水試驗(yàn)結(jié)果61-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 潛壩群整治庫(kù)區(qū)急灘在實(shí)際工程中的應(yīng)用68-75
• 6.1 工程概況68
• 6.2 綜合上灘指標(biāo)68-71
• 6.2.1 船舶推力69
• 6.2.2 航行阻力69-70
• 6.2.3 綜合上灘指標(biāo)70-71
• 6.3 模型的驗(yàn)證71-73
• 6.3.1 水位驗(yàn)證72
• 6.3.2 流速驗(yàn)證72-73
• 6.4 群潛壩急灘整治數(shù)模計(jì)算73-74
• 6.4.1 研究工況選取73-74
• 6.4.2 計(jì)算成果74
• 6.5 本章小結(jié)74-75
• 第七章 結(jié)論與展望75-77
• 7.1 研究結(jié)論75-76
• 7.2 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 在校期間發(fā)表的論著及參與的科研項(xiàng)目81
• 一、在校期間發(fā)表的論文81
• 二、在校期間參與的科研項(xiàng)目81

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本文編號(hào)：560726