本文關(guān)鍵詞：山區(qū)河流中低水頭壩下局部沖刷深度公式及應用

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【摘要】：隨著我國攔河閘壩工程的日益增多,由修建水電工程所引起的安全問題也越發(fā)得到關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計,水毀是威脅水工建筑物安全的主要原因,而壩下局部沖刷是引起水毀的重要因素。在中低水頭的水電樞紐中,上下游水位存在一定的水位差,致使下泄水流往往具有很大的流速,并且攜帶了較大的能量。如果這些巨大的能量得不到消散,就會對下游河床、河岸進行沖刷,而下游河段的覆蓋層大多也是沖積形成,抗沖能力較差,河床容易沖刷成坑,當這些沖刷坑的位置距離水工建筑物較近,且坑深較大時,就可能會對閘壩工程產(chǎn)生破壞作用,嚴重影響水工建筑物的使用壽命。因此,設計單位在進行水電樞紐工程的設計時,準確的預知壩下局部沖刷的深度,合理布置水工建筑物的結(jié)構(gòu)與埋深,將大大減小樞紐運行后水毀的風險。現(xiàn)如今計算壩下局部沖刷深度的公式往往針對某一特定的樞紐工程進行推導,或是僅考慮一兩個主要因素,可有效預測沖刷深度的公式較少,特別是針對采用底流消能的中低水頭的壩下沖刷研究更少。因此,為了保障水工建筑物的安全,有必要開展山區(qū)河流中低水頭壩下局部沖刷深度的進一步研究。本文主要針對壩下局部沖刷,采用理論分析與物理模型相結(jié)合的方法,取得了以下成果:(1)通過參考前人對壩下局部沖刷問題的研究,確定中低水頭壩下局部沖刷深度的主要影響因素,采用因次分析的方法建立壩下局部沖刷深度的新公式。同時收集大量的模型試驗沖刷資料,利用多元線性回歸分析結(jié)合最小二乘法,對沖刷資料進行擬合,確定新推導公式各影響因子的物理量。(2)通過多個模型試驗的沖刷資料對新推導公式進行驗證,同時利用沙塔克利公式、水閘設計規(guī)范公式、毛昶熙公式、崗恰羅夫-羅欣斯基與推導公式進行對比分析,驗證表明新推導公式相比一些現(xiàn)有公式可靠性更高。(3)根據(jù)潼南樞紐與利澤樞紐優(yōu)化后的方案,進行壩下局部動床沖刷試驗,對試驗結(jié)果進行較為詳細的分析。(4)將驗證后推導公式與現(xiàn)有常用的沖刷深度公式同時應用于計算潼南樞紐與利澤樞紐的壩下局部沖刷深度,并利用模型試驗成果進行驗證。結(jié)果表明:新的推導公式精度相對較高,并且結(jié)構(gòu)比較簡單,可為實際工程中壩下局部沖刷深度的估算提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：壩下局部沖刷深度 因此分析 多元線性回歸分析 動床沖刷試驗
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV698.23;TV147
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究目的與意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 理論公式10-14
• 1.2.2 物理模型14-16
• 1.2.3 數(shù)學模型16-17
• 1.3 研究內(nèi)容以及技術(shù)路線圖17-19
• 1.3.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.3.2 研究方法及技術(shù)路線圖18-19
• 第二章 壩下局部沖刷深度理論公式19-33
• 2.1 概述19
• 2.2 推導方法19-21
• 2.2.1 因次分析原理19-20
• 2.2.2 多元線性回歸分析原理20-21
• 2.3 公式推導21-24
• 2.3.1 影響因素21-22
• 2.3.2 公式推導22
• 2.3.3 物理量的確定22-24
• 2.4 驗證與比較24-32
• 2.4.1 公式驗證與比較24-29
• 2.4.2 驗證成果對比及誤差分析29-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 壩下局部動床沖刷試驗研究33-68
• 3.1 概述33
• 3.2 潼南航電樞紐壩下局部動床沖刷試驗研究33-51
• 3.2.1 工程簡介33-35
• 3.2.2 模型設計與相似性驗證35-43
• 3.2.3 壩下局部動床沖刷試驗43-46
• 3.2.4 成果分析46-51
• 3.3 利澤航運樞紐壩下局部動床沖刷試驗研究51-67
• 3.3.1 工程簡介51-53
• 3.3.2 模型設計與相似性驗證53-59
• 3.3.3 壩下局部動床沖刷試驗59-62
• 3.3.4 成果分析62-67
• 3.4 本章小結(jié)67-68
• 第四章 公式應用及影響因素分析68-78
• 4.1 概述68-69
• 4.2 應用69-75
• 4.2.1 計算工況69
• 4.2.2 與各家公式比較69-71
• 4.2.3 與模型試驗成果的對比71-73
• 4.2.4 計算結(jié)果誤差分析73-75
• 4.3 影響因素分析75-77
• 4.3.1 單因素影響分析75-76
• 4.3.2 多因素綜合影響分析76-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 第五章 結(jié)論與展望78-80
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-84
• 在學期間發(fā)表的論著及取得的科研成果84

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本文編號：675021