【摘要】：三峽水庫自2003年開始蓄水運用以來,上游大量泥沙被攔截在庫中,枯水期下泄流量加大,汛期下泄流量減少,下游河道的來水來沙條件發(fā)生較大變化,破壞了下游河道水沙的相對平衡狀態(tài),致使下游河道發(fā)生沖刷下切,床沙級配粗化等。本文研究了三峽水庫下游河段河道演變特點及不同水庫運行方式下宜枝河段的沖刷粗化現(xiàn)象。主要研究內(nèi)容和結(jié)論歸納如下：(1)分析了荊江河段河道水沙變化及河床變化特性,結(jié)果表明：荊江河段2003-2014年各主要水文站的年徑流量與多年(1955-2002年)均值差別不大,2003-2014年年均輸沙量與多年(1955-2002年)輸沙量均值相比,明顯減少,減少幅度沿程遞減,年均含沙量明顯減小,減小幅度沿程遞減；三峽水庫修建后2003-2014年三口分流比明顯變小,與1999～2002年相比,年均分流比由14%減小至12%,從月分流比來看,每年較大的分流比發(fā)生在5-10月,分流比呈現(xiàn)出中間大兩頭小的特點；2002年10月～2014年10月,枝江河段、石首河段分別在枯水、平均、平灘、洪水河槽情形下沖淤量基本相當,沙市河段沖刷量稍小一些,公安河段沖刷量最小,監(jiān)利河段在不同河槽情形下沖刷量差別較大,在洪水河槽下沖刷量是五個河段的最大值；2002年10月～2012年10月期間,荊江縱向深泓以沖刷為主。(2)分析了三峽水庫下游宜昌至枝城2000-2013年斷面和床沙級配變化過程,結(jié)果表明：宜昌至枝城河段2010年以后斷面形態(tài)已基本穩(wěn)定,不再發(fā)生沖刷,床沙級配發(fā)生明顯粗化。(3)總結(jié)了韓其為、何文社、秦榮昱及尹-楊四種方法并應(yīng)用它們研究丹江口水庫下游漢江黃家港至光化河段的沖刷粗化現(xiàn)象,結(jié)果表明,韓其為方法的計算結(jié)果與實際沖刷深度及床沙粗化程度能夠較好的吻合,在此基礎(chǔ)上,建立了沖刷粗化模型,并通過實例驗證了該模型研究宜昌至枝城河段沖刷粗化現(xiàn)象的可行性。(4)還原了三峽水庫蓄水后蓄水期壩址處的自然徑流量,并計算了三峽水庫在1950-2013年按照原蓄水方案和不同蓄水時間及起蓄水位進行蓄水時水庫蓄滿率,結(jié)果表明：按原蓄水方案進行蓄水時,蓄滿率僅為81.2%；當蓄水時間不遲于9月10日,起蓄水位不變時,水庫蓄滿率明顯增加,為93.8%；若起蓄時間在9月20日之前,起蓄水位為150m時,蓄滿率均能達到95.3%以上；當蓄水時間不遲于9月20日,起蓄水位不低于155-160m時,水庫蓄滿率均達到98.4%。綜合考慮了水庫的防洪安全和綜合效益,推薦在起蓄水位為150m的前提下,在一般年份,蓄水時間可提前至9月10日,在預(yù)報入庫來水偏多的年份,蓄水時間可推遲至9月20日的蓄水方式。(5)分析了1991-2000年三峽水庫上游朱沱站、武隆站及北碚站與宜昌站的日均流量相關(guān)性,得出了三峽水庫蓄水后還原水庫非蓄水階段宜昌站日均流量的關(guān)系式,并還原了宜昌站2003-2013年的日均流量；分析了三峽水庫在推薦的調(diào)度方式下宜枝河段的代表流量為55000m3/s。(6)當宜昌至枝城代表流量為55000m3/s時,與目前該河段相對穩(wěn)定狀態(tài)時沿程沖刷深度相比,還將繼續(xù)發(fā)生沖刷,應(yīng)用沖刷粗化模型對沖刷深度和床沙變化進行預(yù)測,結(jié)果表明,極限沖刷深度最小的是距宜昌站下游6.0km的昌14斷面,沖刷深度為0.84m；沖刷深度超過6m的斷面分別是距宜昌站下游40.6km.43.0km、45.5km和48.6km的宜69斷面、宜71斷面、宜73斷面和宜75斷面,其中沖刷深度最小的是宜75斷面,為6.75m,宜71和宜73斷面沖刷斜切深度均為10.0m,是最大值；在代表流量下該河段的平均沖刷深度為4.56m,與目前河床相對穩(wěn)定階段的沖刷刷深度2.56m相比較,宜昌至枝城河段還將沖刷2.0m；此時宜昌至枝城河段河床繼續(xù)粗化,河床級配與2010年的級配比較,床沙粗化現(xiàn)象明顯。
【學位授予單位】：中國水利水電科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV147

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本文編號：2768964