本文關(guān)鍵詞：基于二維數(shù)值模擬的庫區(qū)急彎分汊河段演變規(guī)律研究

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【摘要】：急彎分汊河段水沙運動規(guī)律較為復(fù)雜,三峽庫區(qū)蓄水后,長江典型的彎道河段航道條件發(fā)生了新變化,部分河段航道條件惡化,礙航問題比較突出,制約著航運發(fā)展。黃花城為三峽庫區(qū)典型的急彎分汊河段。三峽蓄水以來,庫區(qū)水流條件變化較大,該河段泥沙大量淤積,成為庫區(qū)內(nèi)淤積形勢最為嚴(yán)重的河段之一。本文通過對黃花城近十年重點淤積區(qū)域,淤積幅度,水位變化及分流比變化的分析,對該河段演變規(guī)律及特點進(jìn)行總結(jié),其演變過程呈現(xiàn)以下特點:1.三峽水庫蓄水后,黃花城水道處于常年回水區(qū),水位大幅抬高,流速減緩,呈累積性淤積。2.洪水期分汊河段分流比發(fā)生明顯變化,非主流帶的彎曲開闊地帶泥沙大量淤積。3.蓄水后水位抬升,水流趨直,左汊道形成緩流區(qū),造成左汊道大幅淤積;在匯流區(qū),水流間相互作用導(dǎo)致江心洲尾部水流能量減小,泥沙淤落。4.黃花城左汊入口沿洲頭區(qū)域淤積不明顯,處于相對平衡狀態(tài)�；谄矫娑S水沙動力學(xué)模型,對庫區(qū)急彎分汊河段演變規(guī)律進(jìn)行進(jìn)一步的分析研究。由于目前三峽水庫庫區(qū)航道內(nèi)淤積了大量細(xì)顆粒泥沙,實際淤積現(xiàn)象與傳統(tǒng)認(rèn)識和研究并不一致,因此,本文通過現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)及水槽試驗初步探索了庫區(qū)細(xì)顆粒泥沙的運動特點,摒棄了傳統(tǒng)通過以含沙量與挾沙力的大小關(guān)系判斷沖淤的模式,直接通過流速大小進(jìn)行沖淤判斷。根據(jù)水流流速大小,將細(xì)沙運動劃分為淤積區(qū)、輸沙區(qū)和沖刷區(qū),即:當(dāng)流速v0.5m/s時發(fā)生淤積;當(dāng)v1.1 m/s時發(fā)生沖刷;當(dāng)0.5?v?1.10 m/s時,既不淤積也不沖刷。本文根據(jù)該方法推導(dǎo)出三峽庫區(qū)泥泥沙運動方程和河床變形方程,通過數(shù)學(xué)模型計算驗證證實了該方程的合理性,并應(yīng)用于庫區(qū)急彎分汊河段二維水沙數(shù)值模擬研究。根據(jù)數(shù)學(xué)模型計算結(jié)果,給出了黃花城河段預(yù)測20年的累計淤積量、典型橫斷面的淤積過程、沿程淤積強度、深泓線的發(fā)展過程及淤積厚度等值線圖,并對計算結(jié)果進(jìn)行比較分析,得出黃花城淤積主要部位仍然是左汊,且重點淤積部位逐漸向左汊出口轉(zhuǎn)移,右汊淤積發(fā)展則相對緩慢。該河段將仍然保持淤積狀態(tài),但整體淤積速度將放緩直至平衡。
【關(guān)鍵詞】：急彎分汊河段 現(xiàn)場測量 水槽試驗 二維數(shù)值模擬 演變規(guī)律
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV147
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 三峽庫區(qū)概況10-11
• 1.2 急彎分汊河流特性分析11-14
• 1.2.1 急彎分汊河流特點11-13
• 1.2.2 河床演變影響因素13-14
• 1.2.3 研究意義14
• 1.3 研究方法比較與選取14-19
• 1.3.1 常用研究方法14-15
• 1.3.2 數(shù)學(xué)模型比較15-16
• 1.3.3 數(shù)值計算方法16-18
• 1.3.4 二維數(shù)學(xué)模型的研究進(jìn)展18-19
• 1.4 研究內(nèi)容19-21
• 第二章 庫區(qū)泥沙輸移特性研究21-42
• 2.1 庫區(qū)泥沙輸移特點21-22
• 2.2 現(xiàn)場測量22-28
• 2.2.1 現(xiàn)場測量主要內(nèi)容23
• 2.2.2 測量斷面布置23-24
• 2.2.3 測量位置水位概況24-25
• 2.2.4 現(xiàn)場測量結(jié)果分析25-28
• 2.3 沖淤流速分布水槽試驗研究28-41
• 2.3.1 試驗設(shè)備28-31
• 2.3.2 試驗設(shè)計31-35
• 2.3.3 試驗結(jié)果與分析35-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第三章 平面二維水流泥沙數(shù)學(xué)模型的建立與驗證42-60
• 3.1 二維水流模型的建立42-45
• 3.1.1 水流控制方程42-44
• 3.1.2 求解方法44
• 3.1.3 邊界條件及動邊界處理44-45
• 3.2 二維泥沙沖淤數(shù)學(xué)模型的建立45-49
• 3.2.1 三峽庫區(qū)泥沙運動方程及河床變形方程的推導(dǎo)45-48
• 3.2.2 三峽庫區(qū)泥沙運動方程及河床變形方程的求解48-49
• 3.2.3 三峽庫區(qū)泥沙沖淤計算模式49
• 3.3 模型驗證49-58
• 3.3.1 計算區(qū)域49-50
• 3.3.2 有關(guān)計算參數(shù)的選取及確定50-52
• 3.3.3 水流模型驗證52-55
• 3.3.4 泥沙模型驗證55-58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第四章 庫區(qū)急彎分汊河段近期演變規(guī)律60-69
• 4.1 庫區(qū)典型急彎分汊河段概況60-61
• 4.2 河段沖淤變化特點61-67
• 4.2.1 典型斷面變化61-65
• 4.2.2 淤積特性變化65-66
• 4.2.3 淤積量統(tǒng)計66-67
• 4.3 航道條件變化67-68
• 4.3.1 水位變化67
• 4.3.2 分流比變化67
• 4.3.3 航道維護(hù)變化67-68
• 4.4 近期演變規(guī)律總結(jié)68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 庫區(qū)急彎分汊河段河勢演變數(shù)值分析69-82
• 5.1 計算條件選取69-71
• 5.2 計算結(jié)果分析71-80
• 5.2.1 計算典型流場71-72
• 5.2.2 累計淤積量72-73
• 5.2.3 沿程淤積強度分布73-75
• 5.2.4 深泓線的變化75
• 5.2.5 典型橫斷面的淤積分布75-77
• 5.2.6 黃花城河段淤積分布圖77-80
• 5.3 演變規(guī)律分析及趨勢預(yù)測80
• 5.4 本章小結(jié)80-82
• 第六章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 在校期間發(fā)表的論著及參與的科研項目89

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 朱玲玲;張為;葛華;;三峽水庫蓄水后荊江典型分汊河段演變機理及發(fā)展趨勢研究[J];水力發(fā)電學(xué)報;2011年05期

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本文編號：723829