本文關(guān)鍵詞：堰閘布置對愛河分汊河道水流特性影響的試驗研究　出處：《沈陽農(nóng)業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：天然分汊河道各支汊的流量分配往往不能滿足人類生活、生產(chǎn)的需求,工程中常通過在河道分汊點附近修建分流建筑物來實現(xiàn)調(diào)節(jié)河道分流比的效果。分流堰作為一種較為有效的分流比調(diào)節(jié)方式,卻往往因建堰位置或建筑物形式的差異使得分流效果優(yōu)劣不一,因堰體附近水流情況復(fù)雜而易受水毀。丹東愛河分流堰自建成后每遇洪水堰體及附屬建筑物均受到不同程度的損壞,本文以丹東愛河分流工程為例,對分流堰閘作用下分汊河道的水流特性規(guī)律展開研究。本文的研究內(nèi)容和成果如下:1.總結(jié)了前人關(guān)于分汊河道演變、分汊河道水流特性的研究成果,發(fā)現(xiàn)以往研究大多傾向于利用概化模型手段進行分析,研究結(jié)果雖具有一定的理論價值,但忽略了天然河床地形對分汊河道水流特性的影響。因此本研究模擬天然河道地形進行定床模型的制作,并通過總結(jié)以往分流工程的建設(shè)經(jīng)驗,確定模型選用堰閘組合為分流建筑物的主要形式。2.本研究以天然河道為原型,制作定床變態(tài)河工模型,通過模型試驗的方法,先后對天然河道水流流態(tài)及丹東愛河原分流側(cè)堰水毀機理進行分析得到:(1)天然河道中水流流線大多分布于河道主槽內(nèi),且干流流量越小,河道水流流線受主槽影響越大;河道內(nèi)回流區(qū)的出現(xiàn),促進了邊灘的發(fā)育,水流流線在河道分汊點附近出現(xiàn)明顯集中。(2)原分流堰屢受水毀的主要原因在于堰體為側(cè)堰而造成水流斜向過堰,斜向水流作用下堰后消能工失效,左岸下游流速較大,并伴有立軸漩渦形成,堰后河道建筑物及河床易因此受到破壞。因此,在分流建筑物的布置形式上,消除或削弱斜向水流條件,是必須考慮的設(shè)計要點。3.通過天然河道水流流場、原分流側(cè)堰水毀機理的分析,總結(jié)得出了支汊口門原址堰閘方案(方案一)、支汊下游新址堰閘方案(方案二)兩種分流建筑物的布置方式。并著重對比分析上述兩種堰閘布置方案對試驗河段水流特性所產(chǎn)生的影響,得出以下主要結(jié)論:(1)堰閘軸線位置的改變對支汊的主流線的影響更為顯著。隨堰閘軸線向支汊下游移動,支汊主流線偏向河道左岸,即受河道分汊點分流作用越明顯,隨流量增大,主流線向河道中心回移。(2)設(shè)計流量工況下,原址堰閘方案、新址堰閘方案支汊分流比分別為47%和37%,即堰閘布置在支汊下游時,堰閘調(diào)節(jié)分流比的能力更強。(3)設(shè)計流量工況下,原址堰閘方案、新址堰閘方案分汊點處水位分別為17.37m和16.53m,即堰閘位于原址支汊口門位置時,主支汊水流分流現(xiàn)象使得堰閘壅水作用更為明顯。原址堰閘方案在相應(yīng)工程措施作用下斜向水流現(xiàn)象雖有所削弱,但堰后消能仍不充分,海漫后流速超過4m/s;而下游新址堰閘方案中,水流方向與堰軸線正交,消能工作用效果良好。(4)經(jīng)計算,原址堰閘方案堰閘綜合流量系數(shù)為0.40～0.47,過流能力較強,此時下游新址堰閘方案綜合流量系數(shù)僅為0.32～0.43。由此說明,下游新址堰閘方案在控制支汊的過流量方面更為有利。試驗最終確定支汊下游500m布置堰閘更為合適,并對試驗中發(fā)現(xiàn)的不利水力現(xiàn)象提出相應(yīng)的優(yōu)化措施。試驗結(jié)論對平原地區(qū)寬淺型分汊河道的分流建筑物設(shè)計、科研具有借鑒意義。
【學位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TV131.6

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本文編號：1308100