本文關(guān)鍵詞：地涵工程影響下的河道沖淤變化及其改善措施研究

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【摘要】：我國(guó)黃河、海河及其他一些河流的含沙量較高,年平均含沙量在5kg/m3以上,屬于多泥沙河流。在多泥沙河流上修建水工建筑物,泥沙問(wèn)題將是修建此類(lèi)建筑物的關(guān)鍵技術(shù)難題。該問(wèn)題主要分為兩類(lèi),一是多泥沙河流對(duì)擬建工程淤積的影響,二是工程建成以后對(duì)原河道沖淤變化的影響。若不加以研究,擬建工程極易發(fā)生淤積,影響工程效益發(fā)揮及工程自身安全；發(fā)生在工程附近的河道沖淤變化,亦會(huì)影響工程安全,行洪能力問(wèn)題顯得尤為突出。目前,主要通過(guò)模型試驗(yàn)的方法進(jìn)行前期論證,優(yōu)化選出最合理的布置方案。在長(zhǎng)期治河實(shí)踐中,我國(guó)水利工作者對(duì)河流泥沙輸移、河床演變與整治等進(jìn)行了大量研究,取得了許多重要成果,成功解決了諸如葛洲壩、三峽、小浪底等工程的泥沙問(wèn)題。90年代以來(lái),在數(shù)值計(jì)算方面,二維、三維泥沙數(shù)學(xué)模型得到了大量的發(fā)展與工程應(yīng)用。廢黃河是一條多泥沙河流,汛期含沙量大,非汛期流量小,含沙量也小。本文以廢黃河地涵工程上游河道為例,分析了該工程運(yùn)行多年來(lái)上游河道泥沙淤積的成因及現(xiàn)有閘門(mén)控制運(yùn)用方案對(duì)河道沖淤變化的影響,并提出了整治措施,確保工程安全。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：(1)按相關(guān)規(guī)范要求,分定床清水、定床渾水以及局部動(dòng)床三部分進(jìn)行了模型試驗(yàn)研究,試驗(yàn)結(jié)果基本反映了河道的實(shí)際流動(dòng)情況；(2)所研究的河段具有彎道水流特征,在無(wú)措施工況下,采用對(duì)稱(chēng)開(kāi)啟不同兩孔閘門(mén)的運(yùn)行方式,河道左岸存在顯著的低速回流區(qū),易造成泥沙淤積；(3)采取兩道丁壩整流措施后,水流得以調(diào)整,通過(guò)束窄河床的方式,流速提高明顯,分布更加合理,有利于減少泥沙沉積。通過(guò)定床渾水試驗(yàn)得知,上游河道左右兩岸均存在淤積現(xiàn)象,左岸更為嚴(yán)重。添加丁壩措施以后,左岸淤積有所減弱,整治效果較為理想。通過(guò)局部動(dòng)床試驗(yàn)得知,第一道丁壩壩頭區(qū)域容易產(chǎn)生沖刷,建議做加固處理：(4)借助UG建立該工程研究范圍內(nèi)的三維模型,運(yùn)用Flow-3D軟件在原型尺度上對(duì)該工程進(jìn)行了模擬計(jì)算,采用VOF方法處理自由液面,計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)論基本一致；(5)對(duì)河床底層的淤沙進(jìn)行采樣分析,在設(shè)計(jì)及措施工況下進(jìn)行了渾水工況計(jì)算,基本弄清了泥沙淤積的成因。泥沙隨主流不斷前移,發(fā)生側(cè)向擴(kuò)散,最后沉積在流速較低的地方。隨時(shí)間的延長(zhǎng),左岸淤積加重,河道主流偏向右岸,加之過(guò)水?dāng)嗝媸湛s,右岸的淤沙被帶走,甚至造成沖刷,與實(shí)際沖淤現(xiàn)象一致。(6)通過(guò)丁壩的整治措施,成功解決了左岸低速區(qū)容易造成泥沙淤積的問(wèn)題,整治效果較為理想,該整治措施亦可為類(lèi)似工程提供一定參考。
【關(guān)鍵詞】：多泥沙河流 地涵工程 防淤措施 模型試驗(yàn) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV147;TV85
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 符號(hào)說(shuō)明10-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 研究背景12
• 1.2 泥沙問(wèn)題研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 理論分析方面13
• 1.2.2 模型實(shí)驗(yàn)方面13-14
• 1.2.3 數(shù)值計(jì)算方面14-15
• 1.3 研究意義及主要工作15-17
• 1.3.1 研究目的及意義15-16
• 1.3.2 論文主要工作16-17
• 第二章 模型試驗(yàn)研究17-29
• 2.1 模型試驗(yàn)相似準(zhǔn)則18-20
• 2.1.1 定床清水相似準(zhǔn)則18
• 2.1.2 定床渾水相似準(zhǔn)則18-19
• 2.1.3 局部動(dòng)床相似準(zhǔn)則19-20
• 2.2 模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)20-22
• 2.2.1 模型布置20-21
• 2.2.2 試驗(yàn)方案21-22
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析22-28
• 2.3.1 定床清水試驗(yàn)結(jié)果分析22-26
• 2.3.2 定床渾水試驗(yàn)結(jié)果分析26-27
• 2.3.3 動(dòng)床渾水試驗(yàn)結(jié)果分析27-28
• 2.4 工程控制運(yùn)用分析28-29
• 第三章 數(shù)值模擬方法介紹29-42
• 3.1 FLOW-3D軟件簡(jiǎn)介29-30
• 3.2 基本控制方程30-32
• 3.2.1 FLOW-3D控制方程30-31
• 3.2.2 流體界面與自由液面31-32
• 3.3 物理模型32-38
• 3.3.1 湍流模型32-34
• 3.3.2 泥沙沖刷模型34-38
• 3.4 物體表面粗糙度38-39
• 3.5 求解方法39-40
• 3.5.1 時(shí)間步長(zhǎng)控制39
• 3.5.2 壓力求解方法39
• 3.5.3 動(dòng)量對(duì)流方法39-40
• 3.6 求解步驟40-42
• 3.6.1 前處理40
• 3.6.2 求解計(jì)算40-41
• 3.6.3 后處理41-42
• 第四章 清水工況模擬及其改善措施分析42-56
• 4.1 建模過(guò)程42-46
• 4.1.1 模型創(chuàng)建42-43
• 4.1.2 網(wǎng)格剖分43-44
• 4.1.3 物理模型選擇44-45
• 4.1.4 邊界條件設(shè)定45
• 4.1.5 初始條件45-46
• 4.1.6 數(shù)值選項(xiàng)46
• 4.2 原方案計(jì)算結(jié)果及流場(chǎng)分析46-52
• 4.2.1 方案一計(jì)算結(jié)果及分析47-49
• 4.2.2 方案二計(jì)算結(jié)果及分析49-50
• 4.2.3 方案三計(jì)算結(jié)果及分析50-52
• 4.3 調(diào)整措施計(jì)算結(jié)果及流場(chǎng)分析52-54
• 4.4 本章小結(jié)54-56
• 第五章 渾水工況模擬及其改善措施分析56-66
• 5.1 泥沙參數(shù)的選取56-57
• 5.2 原方案設(shè)計(jì)工況下的河道泥沙沉積模擬57-61
• 5.2.1 邊界條件設(shè)置57-58
• 5.2.2 渾水工況原方案模擬結(jié)果分析58-61
• 5.3 調(diào)整措施工況下的河道泥沙沉積模擬61-64
• 5.3.1 邊界條件設(shè)置61
• 5.3.2 渾水工況調(diào)整措施工況模擬結(jié)果分析61-64
• 5.4 本章小結(jié)64-66
• 第六章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 研究結(jié)論66-67
• 6.1.1 模型試驗(yàn)方面66-67
• 6.1.2 數(shù)值計(jì)算方面67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果73-74

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3 牛文臣,徐建新;引黃與河道沖淤關(guān)系的研究[J];泥沙研究;1987年02期

4 王玉哲，田喜龍，，張子文;東遼河河道沖淤變化原因淺析[J];吉林水利;1996年05期

5 劉斌;由寶宏;王春華;;黃河尾閭河道沖淤變化分析[J];人民黃河;2007年10期

6 張峰;呂景泉;王仁君;;河道沖淤計(jì)算方法研究[J];黑龍江水利科技;2008年05期

7 林秀芝;劉琦;曲少軍;;黃河下游引水引沙對(duì)河道沖淤調(diào)整影響分析[J];泥沙研究;2010年06期

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9 胡興林;王靜;藍(lán)永超;李文治;趙昌瑞;;黃河內(nèi)蒙段河道沖淤量與水沙輸移過(guò)程的關(guān)系分析[J];水文;2012年02期

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本文編號(hào)：569200