水库变动回水区分汊河道水沙特性及整治研究
发布时间：2023-02-22 20:35
水库变动回水区分汊河道,既受上游来水来沙的影响,也受下游水库调度运行的影响,使河床长期处在调整过程中,且分汊河道由两支及以上的汊道组成,任一支汊的变化都将影响整个分汊系统,使其水沙特性较单一河道的更为复杂。各种因素的综合作用,造就了水库变动回水区分汊河道复杂的水沙环境,这势必会引起河道河床形态的不断调整,改变其分汊格局,从而影响该河段的航运、防洪及涉水工程等的安全和效益。因此,准确地了解并掌握此类河道的水沙特性,可为分析同类型河床演变规律、航道整治工程方案研究等奠定良好的基础,具有重要的理论意义和实际意义。文中以小南海-渣角河道为研究对象,运用二维水沙数学模型,从平面角度分析了水库变动回水区分汊河道的水沙特性变化。仅在枯水期时,研究河段受到水库回水的影响,水位普遍抬升,但升高幅度均不超过3m,航槽内的水流条件得到大幅改善。天然状况下,小南海河段各流量下的水动力轴线和输沙路径较稳定,分流区的横比降随流量的增加而逐渐增大;渣角河段水动力轴线和输沙路径则变化幅度较大,随流量的增大向左岸摆动,分流区横比降随流量的增加而逐渐减小。同时,借助分汊流三维概化数学模型,从空间上分析分汊流的水流结构特性...
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 分汊河道水沙运动特征
1.2.2 变动回水区分汊河道水沙运动特征
1.2.3 变动回水区分汊河道演变特性
1.2.4 变动回水区分汊河道演变影响因素
1.2.5 水沙数学模型的研究及其应用
1.3 研究内容
第二章 研究河段基本情况
2.1 河道概况
2.2 水文特性
2.2.1 天然情况
2.2.2 上游向家坝蓄水影响
2.2.3 典型保证率流量统计
2.3 泥沙特性
2.3.1 天然情况
2.3.2 上游向家坝蓄水影响
2.3.3 卵石特征粒径统计
2.4 三峡水库调度运行方式及其影响
2.4.1 三峡水库概况
2.4.2 调度运行方式
2.4.3 对研究河段的影响
2.5 研究河段河床演变分析
2.5.1 深泓线平面变化
2.5.2 深泓线纵向变化
2.5.3 等深线变化
2.6 本章小结
第三章 研究河段二维水沙特性研究
3.1 平面二维水沙数学模型
3.1.1 基本方程
3.1.2 定解条件
3.1.3 数值解法
3.2 计算范围及网格划分
3.3 模型验证
3.3.1 验证基础资料
3.3.2 水流模块验证
3.3.3 泥沙模块验证
3.4 水沙特性分析
3.4.1 横向水面线特征
3.4.2 流速沿程变化
3.4.3 水动力轴线
3.4.4 挟沙因子沿程变化
3.4.5 推移质输沙
3.4.6 水库回水影响
3.5 本章小结
第四章 分汊流三维水动力数学模型研究
4.1 数学模型基本原理
4.1.1 控制方程
4.1.2 湍流模型
4.1.3 数值方法
4.1.4 自由水面的VOF法
4.2 分汊流模型的建立
4.2.1 网格划分
4.2.2 边界条件
4.3 模型验证
4.3.1 分流比
4.3.2 流场分布
4.4 计算结果分析
4.4.1 平面流场
4.4.2 横断面流场
4.4.3 水流紊动特性
4.5 本章小结
第五章 渣角河段的整治及稳定性分析
5.1 挖槽尺寸确定
5.1.1 挖槽宽度
5.1.2 挖槽深度
5.2 航槽内水流特性
5.2.1 水面比降
5.2.2 平均流速
5.2.3 消滩水力指标
5.3 整治建筑物布置及水沙特性变化
5.3.1 分流比
5.3.2 流速及流态
5.3.3 消滩水力指标
5.3.4 输沙强度变化
5.3.5 输沙带变化
5.4 挖槽长期稳定性研究
5.4.1 冲淤分布及断面变化
5.4.2 3.5m等深线分布
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论著及取得的科研成果
本文编号：3748254
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 分汊河道水沙运动特征
1.2.2 变动回水区分汊河道水沙运动特征
1.2.3 变动回水区分汊河道演变特性
1.2.4 变动回水区分汊河道演变影响因素
1.2.5 水沙数学模型的研究及其应用
1.3 研究内容
第二章 研究河段基本情况
2.1 河道概况
2.2 水文特性
2.2.1 天然情况
2.2.2 上游向家坝蓄水影响
2.2.3 典型保证率流量统计
2.3 泥沙特性
2.3.1 天然情况
2.3.2 上游向家坝蓄水影响
2.3.3 卵石特征粒径统计
2.4 三峡水库调度运行方式及其影响
2.4.1 三峡水库概况
2.4.2 调度运行方式
2.4.3 对研究河段的影响
2.5 研究河段河床演变分析
2.5.1 深泓线平面变化
2.5.2 深泓线纵向变化
2.5.3 等深线变化
2.6 本章小结
第三章 研究河段二维水沙特性研究
3.1 平面二维水沙数学模型
3.1.1 基本方程
3.1.2 定解条件
3.1.3 数值解法
3.2 计算范围及网格划分
3.3 模型验证
3.3.1 验证基础资料
3.3.2 水流模块验证
3.3.3 泥沙模块验证
3.4 水沙特性分析
3.4.1 横向水面线特征
3.4.2 流速沿程变化
3.4.3 水动力轴线
3.4.4 挟沙因子沿程变化
3.4.5 推移质输沙
3.4.6 水库回水影响
3.5 本章小结
第四章 分汊流三维水动力数学模型研究
4.1 数学模型基本原理
4.1.1 控制方程
4.1.2 湍流模型
4.1.3 数值方法
4.1.4 自由水面的VOF法
4.2 分汊流模型的建立
4.2.1 网格划分
4.2.2 边界条件
4.3 模型验证
4.3.1 分流比
4.3.2 流场分布
4.4 计算结果分析
4.4.1 平面流场
4.4.2 横断面流场
4.4.3 水流紊动特性
4.5 本章小结
第五章 渣角河段的整治及稳定性分析
5.1 挖槽尺寸确定
5.1.1 挖槽宽度
5.1.2 挖槽深度
5.2 航槽内水流特性
5.2.1 水面比降
5.2.2 平均流速
5.2.3 消滩水力指标
5.3 整治建筑物布置及水沙特性变化
5.3.1 分流比
5.3.2 流速及流态
5.3.3 消滩水力指标
5.3.4 输沙强度变化
5.3.5 输沙带变化
5.4 挖槽长期稳定性研究
5.4.1 冲淤分布及断面变化
5.4.2 3.5m等深线分布
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论著及取得的科研成果
本文编号：3748254
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3748254.html
