三峡库区细颗粒泥沙起动条件试验研究

发布时间：2020-07-29 13:32

【摘要】：三峡水库的建设对我国社会经济持续发展起着重要作用,而三峡水库运行以后入库泥沙呈现细化趋势,中值粒径在0.01mm左右。而细颗粒泥沙以往被归于冲泻质且不参与造床作用,且一旦落淤极难清理,对库区航道正常功能的发挥及维护带来极大的压力。因此,寻求细颗粒泥沙起动的临界条件及可用于三峡库区判断冲淤的水流条件判定指标,对于解决三峡库区细颗粒泥沙淤积问题以及理论研究都具有重大意义。本文采用二维水流数学模型与理论分析相结合的方法进行,对三峡库区黄花城河段冲淤变化进行了初步研究,主要成果包括:(1)通过分析黄花城河段实测2000-2012年的大断面水沙资料以及泥沙冲淤情况,可知三峡库区呈现出“多水少沙”的来水来沙特点且入库泥沙逐渐细化,库区年内总体冲淤规律为汛期和枯水期淤积、消落期冲刷。冲刷区域和淤积区域表现为间断性的交替分布,且依旧处于冲刷、淤积动态交替的变化中。(2)根据实测的2012年7-10月的黄花城水道连续时间序列地形数据,使用地形法绘制河段冲淤变化图,明确冲刷淤积分别对应的位置及冲淤厚度,并选取特征断面。同时建立二维水流数学模型,经现场试验数据验证后得到特征断面每个点冲淤厚度分别对应的水流条件。(3)根据各断面冲淤厚度建立水流条件冲淤梯度,寻找到各特征断面临界水深,并探究水深对于细颗粒泥沙起动的影响。(4)验证现有的挟沙力公式是否满足黄花城水道实际冲淤变化规律,率定黄花城水道判定指标公式参数,得到可适用于黄花城水道、能够代表冲淤变化的水沙条件判定指标f(v,h)=S-0.2×(v3/gRw)0.76。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV149
【图文】：

示意图,细颗粒泥沙,固结过程,示意图

图 1.1 细颗粒泥沙固结过程变化示意图（2）细颗粒泥沙起动机理关于细颗粒泥沙起动的现象及原因的研究主要分为两个类别[15]。第一种粒泥沙起动的主要影响因素为近底流层，从泥沙起动机理看，这类看法。第二种认为细颗粒泥沙起动主要的影响因素为细颗粒泥沙之间产生的薄膜水附加压力、必须考虑水深对临界起动流速的影响。现阶段目前的中，颗粒间的粘结力是细颗粒泥沙起动最大的影响因素这一理论得到了和学者的广泛认可，但是水深对于细颗粒泥沙起动的影响说法不一。而于临界起动流速的影响与细颗粒泥沙间的接触面积有关，但是对于水深理却缺乏研究。（3）细颗粒泥沙起动形式粘土试验表明,细颗粒泥沙起动时往往不是单颗的,大都是多颗成团进行干容重较小时尤其如此，这自然说明多颗成团起动流速小于单颗的[16]。

技术路线图,泥沙起动,流速,临界水流

012年6-10月连续时间序列的地形资料，使用surfer软件变化图，确定连续时间序列内冲刷和淤积的位置分布面MS建立二维水流数学模型，根据实测水文资料（进口面平均水位，流速为固定测点的流速）对模型进行水各自时间序列对应的水沙条件中，选取代表值作为边算，并输出流场。分离并对比研究冲刷及淤积各自对泥沙起动规律的探求：颗粒泥沙起动的水沙要素校验泥沙起动临界水流水深、流速的确定泥沙起动水流条件判定指标的确定线究技术路线如图 1-2 所示：

分布图,控制站,水文,长江流域

第二章三峡水库泥沙冲淤特点分析三峡入库水沙特性.1 径流量变化）2000-2012 年总体变化根据现有的水文资料，结合各水文站的分布位置，选取朱沱站（嘉陵江）、寸滩站（嘉陵江汇入之后）、清溪场站（黄花城水道之前）及万县站水道之后）四个水文站的现场实测资料，以月平均径流量为基本单位，2 年前 13 年时间序列的来水来沙条件。

【参考文献】