本文關(guān)鍵詞：庫區(qū)大水深條件下粉砂輸移的試驗模擬技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 庫區(qū)河道 急彎放寬分汊 粉砂 絮凝 相似條件 動比尺

【摘要】：三峽水庫蓄水以來,淤積泥沙有90%左右分布在常年回水區(qū),極大部分為中值粒徑0.01mm的粉砂。泥沙淤積嚴重的河段主要是梅溪河口、黃花城、蘭竹壩、鳳尾壩、土腦子等,其中黃花城河道出現(xiàn)了航槽易位,上下行船舶航線的通視性差,存在嚴重的安全隱患。為保證長江干線高等級航道的暢通的要求,建設高等級航道,常年回水區(qū)泥沙淤積問題亟待解決。但現(xiàn)階段缺乏針對庫區(qū)粉砂輸移的成熟的模擬技術(shù),因此本文針對庫區(qū)大水深條件下粉砂輸移模擬關(guān)鍵技術(shù)進行研究。本文通過原型觀測發(fā)現(xiàn)三峽常年庫區(qū)航道泥沙輸移規(guī)律及沖淤特點,并研究分析了庫區(qū)粉砂輸移模擬試驗的相似條件。主要內(nèi)容概要如下:1、常年庫區(qū)河道存在粉砂絮凝沉降,且床沙起動受水深影響,用原有的挾沙力來進行泥沙的輸移判別不再適用。研究發(fā)現(xiàn)了淤泥質(zhì)粉砂的沖刷區(qū)、輸移區(qū)和淤積區(qū),依此判別泥沙沖淤規(guī)律,并據(jù)此修正了三峽庫區(qū)航道的泥沙運動和河床變形方程,為后續(xù)的物理模型設計奠定理論基礎。2、根據(jù)現(xiàn)有起動流速公式難以確定粉砂輸移的流速比尺,提出使用原型和水槽實測的泥沙起動流速確定流速比尺;鑒于尚無成熟的相似理論確定絮凝沉降比尺和粉砂起動比尺,采用原型沙作為試驗用沙,此時絮凝沉降比尺和粉砂起動比尺為1;根據(jù)修正后的河床變形方程推演得到λZλγ=λSλH,認為泥沙沖淤時間比尺不能由河床變形方程確定,泥沙沖淤時間比尺應與水流時間比尺一致;為了保證泥沙沖淤相似,需根據(jù)模型河床沖淤演變相似性調(diào)整流速比尺。3、為了驗證提出的相似比尺,針對庫區(qū)急彎放寬分汊河道進行模型創(chuàng)新設計,并開展流速比尺的比選試驗,最終確定流速比尺為5。開展的長序列沖淤驗證試驗顯示模型的流速分布、流態(tài)特征、淤積部位和淤積厚度與原型的相似度較高。證明基于原型沙的庫區(qū)河道模型粉砂輸移模擬技術(shù)是可行的,具有創(chuàng)新性和實用性。
【關(guān)鍵詞】：庫區(qū)河道 急彎放寬分汊 粉砂 絮凝 相似條件 動比尺
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV149
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 研究意義11-12
• 1.2 懸移質(zhì)模型試驗相似條件12-16
• 1.3 細顆粒泥沙輸移特性16-19
• 1.3.1 起動特性16-17
• 1.3.2 沉降特性17-18
• 1.3.3 輸移流速帶18-19
• 1.4 三峽水庫泥沙淤積特點19-22
• 1.4.1 庫區(qū)年際淤積量19-20
• 1.4.2 庫區(qū)年內(nèi)沖淤特點20-21
• 1.4.3 沿程淤積分布特點21-22
• 1.5 存在的問題和研究內(nèi)容22-23
• 1.5.1 存在的問題22
• 1.5.2 研究內(nèi)容22-23
• 第二章 庫區(qū)河道泥沙輸移規(guī)律23-35
• 2.1 原型觀測23-24
• 2.2 庫區(qū)泥沙輸移規(guī)律24-30
• 2.2.1 粉砂絮凝沉降24-28
• 2.2.2 輸移流速帶28-30
• 2.3 庫區(qū)航道泥沙運動方程30-34
• 2.3.1 泥沙運動方程30-32
• 2.3.2 河床變形方程32
• 2.3.3 方程參數(shù)32-34
• 2.4 三峽庫區(qū)泥沙輸移規(guī)律的認識34-35
• 第三章 庫區(qū)河道模型的相似條件及設計35-50
• 3.1 庫區(qū)物理模型常規(guī)設計35-42
• 3.1.1 水流運動相似條件35-37
• 3.1.1.1 重力相似35-36
• 3.1.1.2 雷諾應力相似36
• 3.1.1.3 紊動阻力相似36-37
• 3.1.2 泥沙運動相似條件37-40
• 3.1.2.1 河床沖刷相似37
• 3.1.2.2 懸移質(zhì)擴散相似37-39
• 3.1.2.3 水流挾沙力相似39
• 3.1.2.4 河床沖淤變形相似39-40
• 3.1.3 懸移質(zhì)模型設計步驟40-41
• 3.1.3.1 確定模型幾何比尺40
• 3.1.3.2 模型沙的選取40-41
• 3.1.3.3 比尺的確定41
• 3.1.4 常規(guī)設計存在的問題41-42
• 3.2 庫區(qū)粉砂輸移模型創(chuàng)新設計42-47
• 3.2.1 模型沙類型的選取42-43
• 3.2.2 絮凝沉降比尺的確定43-44
• 3.2.3 粘性泥沙起動流速比尺的確定44-45
• 3.2.4 河床變形相似條件45-46
• 3.2.5 創(chuàng)新設計步驟46-47
• 3.3 庫區(qū)急彎放寬分汊河道模型設計47-49
• 3.4 小結(jié)49-50
• 第四章 庫區(qū)急彎放寬分汊粉砂輸移河道的模型制作與相似條件驗證50-82
• 4.1 黃花城河道物理模型制作50-58
• 4.1.1 模型范圍50-51
• 4.1.2 模型制作51-52
• 4.1.3 附屬設施及儀器52-58
• 4.2 流速比尺的比選試驗58-64
• 4.2.1 原始地形數(shù)據(jù)58-59
• 4.2.2 比尺試驗（λV=2.5）59-61
• 4.2.3 比尺試驗（λV=3.5）61-63
• 4.2.4 比尺試驗（λV=5）63-64
• 4.2.5 流速比尺的確定64
• 4.3 水流條件驗證64-67
• 4.3.1 驗證資料64-65
• 4.3.2 水位驗證65
• 4.3.3 流速驗證65-67
• 4.4 長時間系列河床沖淤驗證67-75
• 4.4.1 水沙控制條件67-69
• 4.4.2 橫斷面沖淤形態(tài)分析69-73
• 4.4.3 平面沖淤形態(tài)分析73-75
• 4.4.4 沖淤相似性分析75
• 4.5 典型流量水位下河床沖淤驗證75-80
• 4.5.1 水沙控制條件75-76
• 4.5.2 橫斷面沖淤相似性分析76-79
• 4.5.3 平面沖淤形態(tài)分析79-80
• 4.5.4 沖淤相似性分析80
• 4.6 對細顆粒粉砂模型試驗模擬技術(shù)的認識80-82
• 第五章 結(jié)論與展望82-84
• 5.1 結(jié)論82-83
• 5.2 展望83-84
• 致謝84-85
• 參考文獻85-88
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與科研情況88

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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3 楊鐵笙,熊祥忠,詹秀玲,楊美卿;粘性細顆粒泥沙絮凝研究概述[J];水利水運工程學報;2003年02期

4 張金鳳;張慶河;喬光全;;水體紊動對黏性泥沙絮凝影響研究[J];水利學報;2013年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 烏文柏;基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的黃土高原降雨侵蝕預測模型的研究[D];長安大學;2007年

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本文編號：867576