丹东爱河分流堰水流特性试验研究

发布时间：2017-10-30 12:01

  本文关键词：丹东爱河分流堰水流特性试验研究

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【摘要】：爱河发源于宽甸双山子镇老木垛子岭,是丹东境内最长的河道。东与蒲石河相接,南与鸭绿江相毗邻,西与大洋河相依靠,北以太子河为界。爱河在三道弯大桥下分成东、西两汊,东支在宽甸县虎山镇虎山村汇入鸭绿江；西支从九连城镇经过并汇入鸭绿江。爱河西支汉口处原有侧堰,侧堰采用开敞式溢流坝,由于其水流状态较为复杂,加之下游的消力池设计不合理,导致分流堰被冲毁。本文主要对分汊河道的水流的流态、河道的主流线、侧堰的泄流能力、分流比等进行研究。本研究加强人们对侧堰周围水流的了解,侧堰高度对水流流态及分汉河道分流比的影响,为进一步研究侧堰水流流态提供参考。通过对不同方案的比较,选择最佳方案,避免分流堰再次水毁。在检验丹东水利勘测设计院设计方案合理性的同时,为丹东爱河分汊处侧堰的设计提供依据,进而得出较为合理的方案及结论。本文利用物理模型,采用四种方案,分别为天然河道、现状堰、原堰改造和堰闸结合方案,各方案均包含多种流量对应多种工况,试验测量各测点的水位和流速。对试验得到的数据整理和分析,最终得出结论。(1)主流线在主流线方面,河道的水流在分流前后有很大的变化,分流前主流线偏向深泓线的右侧,分流后主流线较河道的深泓线位置不太明显。(2)泄流能力各方案下流量系数均≤0.500，，堰高与流量系数呈反比；各方案下随着流量的增加,流量系数均先增加后减小。(3)水流流态对于河道的侧堰分流前上游流速及堰前的流速都较为紊乱,河道的堰上水位随着上游的来流量的不断增加,侧堰上的水位不断的增加。(4)分流比对于天然河道的分流比总体上变动不大。现状堰时西支的过流宽度不同时,河道东西支的分流比也在变化；原堰改造时,在上游来流增加时,西支的分流比也随之增大。在堰闸结合方案下,当流量和闸门的开度不断地增大时,西支的分流比也在增大。(5)消能和冲刷消力池的消能效果不好,产生的水跃为远驱式水跃,建议对消力池进行优化。防冲槽处随着上游来流量的不断增大,先冲刷后又不断的淤积,泥沙继续向下游前进。(6)通过对河道的主流线、泄流能力、水流流态、分流比等的比较,最终选择堰闸结合方案。
【关键词】：分汊河道 侧堰 主流线 流量系数 分流比
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV135.2
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究目的和意义11-13
• 1.1.1 问题的提出11-13
• 1.1.2 研究目的和意义13
• 1.2 研究进展13-18
• 1.2.1 侧堰研究13-14
• 1.2.2 分汊段水流运动特性研究14-16
• 1.2.3 消力池水流状况及泥沙冲刷16-18
• 1.3 本文研究的内容及方法18-19
• 1.4 技术路线19-20
• 第二章 模型制作及试验方案20-29
• 2.1 模型制作20-24
• 2.1.1 模型形式20-21
• 2.1.2 比尺的选择21-23
• 2.1.3 模型率定及加糙23-24
• 2.2 试验方案24-28
• 2.2.1 试验方案24-25
• 2.2.2 测点布置25-26
• 2.2.3 测量仪器26-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 试验结果与分析29-75
• 3.1 试验结果29-32
• 3.1.1 水流流态29-30
• 3.1.2 水位、流速及佛汝德数30-32
• 3.2 河道主流线分析32-37
• 3.2.1 现状堰时河道主流线分析32-35
• 3.2.2 河道侧堰处主流线分析35-37
• 3.2.3 不同方案主流线比较37
• 3.3 侧堰的泄流能力分析37-45
• 3.3.1 不同方案下侧堰的流量系数37-40
• 3.3.2 不同方案下侧堰水位及流量关系40-44
• 3.3.3 不同方案比较44-45
• 3.4 侧堰前水位、流速分布45-54
• 3.4.1 侧堰上游水流流速分布45-51
• 3.4.2 堰前流速水位分布51-54
• 3.4.3 不同方案下河道建筑物水流流态比较54
• 3.5 河道分流比分析54-63
• 3.5.1 不同方案下河道的分流比55-60
• 3.5.2 计算分流比比较60-61
• 3.5.3 不同方案分流比比较61-63
• 3.6 消能及冲刷分析63-72
• 3.6.1 侧堰下游水流流态分析63-65
• 3.6.2 水位数据分析65
• 3.6.3 消能数据分析65-67
• 3.6.4 冲刷分析67-72
• 3.7 不同方案比较72-73
• 3.8 本章小结73-75
• 第四章 结论与展望75-77
• 4.1 结论75-76
• 4.2 展望76-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-83
• 攻读学位期间发表的学术论文83

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