长江上游大尺度卵石沙波运动特性研究

发布时间：2019-04-11 10:50

【摘要】：长江上游航道尤其是宜宾至重庆河段分布大量卵石碍航滩险,其中部分滩险存在明显的卵石沙波运动。长江上游大尺度卵石沙波系卵石推移质剧烈运动形态,其尺度可与航道设计水深达同一量级,对长江上游浅滩航道尺度影响较大;而其运动特性的明确则与卵石沙波滩险航道的治理方案的科学确定息息相关。然现有研究关于大型山区河流大尺度卵石沙波运动特性甚少涉及,其发生的时机、条件、尺度、运动速度等难以准确预测,航道通航条件与其响应关系亦无法及时获知,导致航道整治难度较大,效果难以维持,影响长江上游黄金水道的效益发挥。本文基于东溪口水道天然沙动床物理模型试验研究卵石沙波的运动特性,开展卵石沙波的尺度、传播速度等与水流条件的关系研究;根据长江上游筲箕背、螃蟹碛以及斗笠子滩险的卵石沙波原型观测资料,详细分析原型大尺度卵石沙波的尺度分布及运动特征,并讨论卵石沙波运动对航道浅滩的影响及治理对策。论文主要工作内容及获得成果如下:(1)基于长江上游大量原始测量资料,分析获得了大尺度卵石沙波的运动及尺度特征,结合动床物理模型试验,验证了卵石沙波形态的判别表达式。研究表明长江上游大尺度卵石沙波基本处于沙垄阶段。(2)动床物理模型试验研究表明,大尺度卵石沙波的波高采用已有的计算公式可获得较好的结果,而波长、坡比以及沙波推进速度表达式并不适用。采用单因素分析的方法逐个分析大尺度卵石沙波与水流条件各参数及床沙粒径的关系,得到了大尺度卵石沙波波长、坡比以及沙波推进速度表达式。根据长江上游实测资料可得模型试验所得表达式可以适用于长江上游斗笠子、螃蟹碛和筲箕背典型卵石沙波。(3)通过典型卵石沙波滩险的实测资料讨论了大尺度卵石沙波对航道的影响,研究表明:螃蟹碛河段和筲箕背河段练家漕中下部的卵石沙波使得航道的航宽航深不足,且妨碍整治方案的实施,对航道影响较大;斗笠子河段和筲箕背河段扯船漕附近的卵石沙波可能影响下游航槽稳定性,经分析目前的影响较小。
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【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U617

【参考文献】