【摘要】：三峽水庫(kù)自2003年開(kāi)始蓄水運(yùn)用以來(lái),上游大量泥沙被攔截在庫(kù)中,枯水期下泄流量加大,汛期下泄流量減少,下游河道的來(lái)水來(lái)沙條件發(fā)生較大變化,破壞了下游河道水沙的相對(duì)平衡狀態(tài),致使下游河道發(fā)生沖刷下切,床沙級(jí)配粗化等。本文研究了三峽水庫(kù)下游河段河道演變特點(diǎn)及不同水庫(kù)運(yùn)行方式下宜枝河段的沖刷粗化現(xiàn)象。主要研究?jī)?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(kù)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(lái)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(diǎn)；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(dāng),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(gè)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(kù)下游宜昌至枝城2000-2013年斷面和床沙級(jí)配變化過(guò)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(jí)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(kù)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(jì)算結(jié)果與實(shí)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(guò)實(shí)例驗(yàn)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(kù)蓄水后蓄水期壩址處的自然徑流量,并計(jì)算了三峽水庫(kù)在1950-2013年按照原蓄水方案和不同蓄水時(shí)間及起蓄水位進(jìn)行蓄水時(shí)水庫(kù)蓄滿率,結(jié)果表明：按原蓄水方案進(jìn)行蓄水時(shí),蓄滿率僅為81.2%；當(dāng)蓄水時(shí)間不遲于9月10日,起蓄水位不變時(shí),水庫(kù)蓄滿率明顯增加,為93.8%；若起蓄時(shí)間在9月20日之前,起蓄水位為150m時(shí),蓄滿率均能達(dá)到95.3%以上；當(dāng)蓄水時(shí)間不遲于9月20日,起蓄水位不低于155-160m時(shí),水庫(kù)蓄滿率均達(dá)到98.4%。綜合考慮了水庫(kù)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(shí)間可提前至9月10日,在預(yù)報(bào)入庫(kù)來(lái)水偏多的年份,蓄水時(shí)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(kù)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(kù)蓄水后還原水庫(kù)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(kù)在推薦的調(diào)度方式下宜枝河段的代表流量為55000m3/s。(6)當(dāng)宜昌至枝城代表流量為55000m3/s時(shí),與目前該河段相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)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(duì)沖刷深度和床沙變化進(jìn)行預(yù)測(cè),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(guò)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(duì)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(shí)宜昌至枝城河段河床繼續(xù)粗化,河床級(jí)配與2010年的級(jí)配比較,床沙粗化現(xiàn)象明顯。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)水利水電科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV147

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本文編號(hào)：2768964