弯曲河道沙质河床航道整治模拟研究
发布时间：2022-02-09 04:39
平原河流河床多以沙质为主,泥沙淤积体运动变化频繁,演变复杂多样,是航道整治的主要研究对象,而弯曲河道又是平原河流中较为常见的河型。由于弯内水流结构复杂,流态较乱,泥沙冲淤明显,形成碍航浅滩的影响因素较多,整治难度较大。所以,针对弯曲河道沙质浅滩碍航特性进行河床演变规律分析以及航道整治工程方案试验研究具有重要的现实意义和应用价值。根据广东省“十三五”建设规划,为发展水运事业,带动沿岸地区经济发展,将东江槟榔潭至横沥航道从现状Ⅴ级航道提升至Ⅲ级,其中重点整治浅段沙梨园弯曲河段浅滩的整治对航道的全线贯通具有重要意义。本文依托该工程项目,通过整理分析研究河段有关资料以及相应的公式计算,运用数学模型与物理模型相结合的研究方法,对沙梨园浅滩段的水沙特性、河床演变规律、滩险成因及碍航特征进行分析,并在此基础上提出该河段的整治方案。沙梨园河段由两个反向弯道组成,上弯道弯曲半径小,枯期水浅流急,下弯道过分展宽,水流分散,设计流量下,按照Ⅲ级航道标准航槽内水深严重不足,且弯内存在较强的扫弯水,流态较差。研究河段历经多次整治,沿岸建有丁坝,但受人为大量采砂活动影响,河床逐年下切,部分丁坝已经失效,不同流量下...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
河弯二次流示意图
重庆交通大学硕士学位论文8图2-1沙梨园浅滩段河势及典型断面布置图2.2水沙特性研究河段下游约13km处有岭下水文站，具有较丰富的水文资料，且研究河段与岭下水文站之间无大型支流入汇，因此本论文以岭下水文站资料为准，并参考上游沥口枢纽以及下游剑潭枢纽的水位、流量资料。东江径流主要由降雨形成，径流时空变化与降水的时空变化基本一致，4~9月为丰水期，10~翌年3月为枯水期。工程河段上游有新丰江、枫树坝水库以及支流西枝江白盆珠水库，河段径流受三座水库调节影响较大。据1995~2016年资料统计，岭下站多年平均径流量182.91亿m3，多年平均流量580m3/s。根据岭下站1995~2016年共22年实测水位、流量资料，计算求得该站水位、流量综合历时保证率曲线见表2-1。表2-1岭下站水位、流量综合历时保证率表保证率Max0.5%1%2%5%10%50%60%80%90%95%98%99%Min水位（m）20.118.1917.6917.1116.3515.8214.5814.3913.9413.6113.0212.7812.6811.99流量(m3/s)471027602371196013601070446393311267238210192109剑潭枢纽坝址控制流域面积25325km2，根据该枢纽2009~2015年实测水位、
重庆交通大学硕士学位论文10流量为1360m3/s时在2013年以后水位也有较大降幅。图2-21995～2017年岭下水文站水位、流量关系图东江是一条少沙河流。据1955年～2015年资料统计，龙川站多年平均输沙量132.76万t，平均含沙量0.203kg/m3；博罗站多年平均输沙量222.5万t，平均含沙量0.092kg/m3。如果推移质按悬移质10%计算，则龙川站与博罗站多年平均推移质输沙量分别为132.8万t、22.25万t，同时东江输沙量年际间变化较大，变化趋势与年径流量基本一致。由于三大库的建成拦截了部分泥沙，再加上近三十年来大量采砂的影响，导致河流输沙量补充不足，河流年输沙量基本呈现减少的趋势。2013年博罗站年输沙量仅为81.8万t，年平均输沙率为25.9kg/s。2013年博罗站年输沙量仅为81.8万t，年平均输沙率为25.9kg/s。东江干流中下游河道自河源~惠州段河床多为沙质，平均比降为0.2‰，浅滩较多。2.3研究河段河床演变分析2.3.1河床演变基本原理水流与河床相互影响，相互制约，永远处于变化和发展的过程中[44]。河床演变的实质，是在水流与河床相互作用下，由于河床自然或人工干扰所发生的冲淤变化过程，即泥沙的冲刷、搬运和沉积的过程。河床演变，就其形式而言可分为两类：沿流程方向的纵向变形以及垂直与水流方向的横向变形。在开发利用河流的过程中，要想有效地整治河流，必须充分认识河床演变的基本原理及研究河段河床特殊的演变规律。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河乌龙漩河段航道整治技术试验研究[J]. 张绪进,李国旗,周家俞. 水运工程. 2016(03)
[2]长江九龙滩河段浅滩航道整治[J]. 钟亮,周鑫靖,许光祥. 水运工程. 2015(11)
[3]黄河中卫段复合型滩险整治技术[J]. 李家世,刘晓帆,周家俞. 水运工程. 2015(05)
[4]水深及滩地糙率对复式断面河道过流能力的影响[J]. 姬昌辉,张幸农,谢瑞. 人民黄河. 2015(01)
[5]植被作用下的弯曲复式河槽漫滩水流2维解析解[J]. 刘超,杨克君,刘兴年,黄尔. 四川大学学报(工程科学版). 2012(06)
[6]嘉陵江土湾滩航道整治模型试验研究[J]. 何进朝,母德伟. 水利水运工程学报. 2012(04)
[7]航道整治工程挖槽稳定性研究[J]. 谭昆,杨祥飞,孙振涛,海涛,张俊锋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(03)
[8]长河段二维水沙数学模型研究及应用[J]. 郭阳,王建军. 水运工程. 2012(04)
[9]克孜河喀什段整治工程模型设计方法研究[J]. 张帅帅,杨胜发,龚久南,何洋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]滩地加宽及主槽变化对复式断面过流能力的影响[J]. 姬昌辉,张幸农,洪大林,谢瑞. 人民长江. 2011(24)
博士论文
[1]冲积河流航道整治设计参数确定方法研究[D]. 王秀英.武汉大学 2006
硕士论文
[1]复式断面弯道湍流结构大涡数值模拟[D]. 徐彬.天津大学 2017
[2]基于MIKE模型在内河航道整治中应用研究[D]. 枚龙.重庆交通大学 2014
[3]连续弯道环流运动与泥沙冲淤特性的数值模拟及实验[D]. 芮德繁.四川大学 2005
[4]复式断面明渠水流特性研究[D]. 陈长英.南京水利科学研究院 2002
本文编号：3616387
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
河弯二次流示意图
重庆交通大学硕士学位论文8图2-1沙梨园浅滩段河势及典型断面布置图2.2水沙特性研究河段下游约13km处有岭下水文站，具有较丰富的水文资料，且研究河段与岭下水文站之间无大型支流入汇，因此本论文以岭下水文站资料为准，并参考上游沥口枢纽以及下游剑潭枢纽的水位、流量资料。东江径流主要由降雨形成，径流时空变化与降水的时空变化基本一致，4~9月为丰水期，10~翌年3月为枯水期。工程河段上游有新丰江、枫树坝水库以及支流西枝江白盆珠水库，河段径流受三座水库调节影响较大。据1995~2016年资料统计，岭下站多年平均径流量182.91亿m3，多年平均流量580m3/s。根据岭下站1995~2016年共22年实测水位、流量资料，计算求得该站水位、流量综合历时保证率曲线见表2-1。表2-1岭下站水位、流量综合历时保证率表保证率Max0.5%1%2%5%10%50%60%80%90%95%98%99%Min水位（m）20.118.1917.6917.1116.3515.8214.5814.3913.9413.6113.0212.7812.6811.99流量(m3/s)471027602371196013601070446393311267238210192109剑潭枢纽坝址控制流域面积25325km2，根据该枢纽2009~2015年实测水位、
重庆交通大学硕士学位论文10流量为1360m3/s时在2013年以后水位也有较大降幅。图2-21995～2017年岭下水文站水位、流量关系图东江是一条少沙河流。据1955年～2015年资料统计，龙川站多年平均输沙量132.76万t，平均含沙量0.203kg/m3；博罗站多年平均输沙量222.5万t，平均含沙量0.092kg/m3。如果推移质按悬移质10%计算，则龙川站与博罗站多年平均推移质输沙量分别为132.8万t、22.25万t，同时东江输沙量年际间变化较大，变化趋势与年径流量基本一致。由于三大库的建成拦截了部分泥沙，再加上近三十年来大量采砂的影响，导致河流输沙量补充不足，河流年输沙量基本呈现减少的趋势。2013年博罗站年输沙量仅为81.8万t，年平均输沙率为25.9kg/s。2013年博罗站年输沙量仅为81.8万t，年平均输沙率为25.9kg/s。东江干流中下游河道自河源~惠州段河床多为沙质，平均比降为0.2‰，浅滩较多。2.3研究河段河床演变分析2.3.1河床演变基本原理水流与河床相互影响，相互制约，永远处于变化和发展的过程中[44]。河床演变的实质，是在水流与河床相互作用下，由于河床自然或人工干扰所发生的冲淤变化过程，即泥沙的冲刷、搬运和沉积的过程。河床演变，就其形式而言可分为两类：沿流程方向的纵向变形以及垂直与水流方向的横向变形。在开发利用河流的过程中，要想有效地整治河流，必须充分认识河床演变的基本原理及研究河段河床特殊的演变规律。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河乌龙漩河段航道整治技术试验研究[J]. 张绪进,李国旗,周家俞. 水运工程. 2016(03)
[2]长江九龙滩河段浅滩航道整治[J]. 钟亮,周鑫靖,许光祥. 水运工程. 2015(11)
[3]黄河中卫段复合型滩险整治技术[J]. 李家世,刘晓帆,周家俞. 水运工程. 2015(05)
[4]水深及滩地糙率对复式断面河道过流能力的影响[J]. 姬昌辉,张幸农,谢瑞. 人民黄河. 2015(01)
[5]植被作用下的弯曲复式河槽漫滩水流2维解析解[J]. 刘超,杨克君,刘兴年,黄尔. 四川大学学报(工程科学版). 2012(06)
[6]嘉陵江土湾滩航道整治模型试验研究[J]. 何进朝,母德伟. 水利水运工程学报. 2012(04)
[7]航道整治工程挖槽稳定性研究[J]. 谭昆,杨祥飞,孙振涛,海涛,张俊锋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(03)
[8]长河段二维水沙数学模型研究及应用[J]. 郭阳,王建军. 水运工程. 2012(04)
[9]克孜河喀什段整治工程模型设计方法研究[J]. 张帅帅,杨胜发,龚久南,何洋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]滩地加宽及主槽变化对复式断面过流能力的影响[J]. 姬昌辉,张幸农,洪大林,谢瑞. 人民长江. 2011(24)
博士论文
[1]冲积河流航道整治设计参数确定方法研究[D]. 王秀英.武汉大学 2006
硕士论文
[1]复式断面弯道湍流结构大涡数值模拟[D]. 徐彬.天津大学 2017
[2]基于MIKE模型在内河航道整治中应用研究[D]. 枚龙.重庆交通大学 2014
[3]连续弯道环流运动与泥沙冲淤特性的数值模拟及实验[D]. 芮德繁.四川大学 2005
[4]复式断面明渠水流特性研究[D]. 陈长英.南京水利科学研究院 2002
本文编号：3616387
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