水流动力轴线摆幅与弯曲河道曲率关系研究

发布时间：2021-07-04 03:34

　　丹江口及三峡水库运用后,坝下游急弯河段普遍出现了不同程度的切滩撇弯现象,以往研究表明弯曲河道的切滩撇弯是由于水流弯曲半径与河道曲率半径的不相适应所致,水流动力轴线摆动是发生切滩撇弯的基本原因之一,水流动力轴线摆动是水流动力因素与边界条件共同作用的结果。以往研究主要集中于水流动力因素变化对水流动力轴线摆动的影响,然而围绕水流动力因素与边界条件共同作用对水流动力轴线摆动幅度的影响研究较少。以三峡水库下游荆江典型弯曲河段调关-莱家铺河段为例,采用二维水流数学模型模拟了不同流量级条件下本河段的流场分布,绘制了6种流量级条件下的水流动力轴线,选取了多个不同曲率的典型断面,对比各个断面在不同流量级下水流动力轴线的摆动幅度,分析了河道曲率变化对水流动力轴线摆动幅度的影响。结果表明:水流条件的改变是导致水流动力轴线摆动的主要因素,随着流量的增大,水流动力轴线的摆幅逐渐增大,顶冲点位置向下移动,河道的曲率大小影响水流动力轴线摆动对流量改变的响应,河段的曲率越大,这种响应越快,向凸岸侧产生的摆动幅度越大。结合数值模拟结果可以看出,在小流量作用下,水流动力轴线与深泓线基本一致,大流量作用下,水流动力轴线在弯... 

【文章来源】：水利水电技术. 2020,51(08)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

观测断面示意

研究区域采用2002年的实测地形资料,网格划分采用正交曲线网格(见图2)。计算区域网格总数为8 088个,其中沿水流方向布置的断面数674个,每个断面的节点数12个。研究河段地形由原始实测数据在网格节点上进行三角插值获得(见图3)。图3 模型水深插值结果(单位:m)

模型水深插值结果(单位:m)

【参考文献】：
期刊论文
[1]河湾水流动力轴线变化与切滩撇弯关系研究[J]. 覃莲超,余明辉,谈广鸣,许多,向浩.  水动力学研究与进展A辑. 2009(01)
[2]河道主流摆动与切滩演变初步研究[J]. 谈广鸣,卢金友.  武汉水利电力学院学报. 1992(02)
[3]天然河弯水流动力轴线的研究[J]. 张植堂,林万泉,沈勇健.  长江水利水电科学研究院院报. 1984(00)

博士论文
[1]长江中下游水沙输运及其调控数学模型研究[D]. 施勇.河海大学 2006



本文编号：3263946