三峡蓄水后太平口水道滩槽演变机理及趋势研究
发布时间：2021-12-30 14:49
太平口水道是长江中游重点碍航水道。荆州长江公路大桥横跨其上,在靠近两岸的南北两汊均布设了通航桥孔,2000年左右原南汊航槽严重淤积,2012年后杨林矶边滩下移挤压北汊,这一自然变化过程与大桥通航孔设置的冲突十分明显,随着非设计通航桥孔防撞设施的修建,冲突有所缓解,但是未根本解决。本文开展了以下工作。第一,本文基于黎曼算子的有限体积法,应用局部时间步长技术和整体最大时间步长技术,建立了计算效率高的太平口水道水沙与河床耦合数学模型,经过了理想算例、典型水槽实验数据和太平口水道实测流速、水位和汊道分流比的验证。第二,本文基于沙市站水沙通量长时间系列数据,分析了三峡蓄水后太平口水道的新水沙条件特征。第三,本文应用数学模型和三峡蓄水后十余年实测数据,完整分析并成功数值模拟了三峡蓄水后太平口水道的关键滩槽演变与航道条件转换过程。第四,本文基于太平口水道最新的实测地形,考虑了六种可能的未来来水来沙条件组合,研究了未来水沙条件下的可能演变趋势,提出了整治建议。第五,本文开展了分汊河道稳定性研究,模拟了窜沟的形成和发展过程。本文取得的主要结论如下。1)针对Sanders（2008）局部时间步长技术潜在的...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１太平口水道地理位置及滩槽格局示意图（Ｇｏｏｇｌｅ?Ｅａｒｔｈ）??
第１章绪论??到２００２年的建成通车，在靠近两岸的北汊及南汊内均布设了通航桥孔，中间为??非设计通航桥孔（如图１．２）。期间沙市河段河势发生了较大变化，原有三八滩冲??失，新三八滩形成后，原南汊航槽严重淤积，新南汊主槽位于非设计通航孔。随??后新南汊逐渐北移展宽，分流比逐渐增大，而北汊进口泥沙落淤形成杨林矾边滩??则时常阻塞航槽。这一自然变化过程与荆州大桥通航孔设置的冲突十分明显，随??着非设计通航桥孔防撞设施的修建，冲突有所缓解，但是未根本解决。新三八滩??守护工程实施后，航道条件有所改善，枯水期有条件维护北汊设计主通航孔通航，??但是北汊进口航槽窄，且不稳定，杨林矾边滩成为碍航浅滩，而且北汊中下段也??有形成交错浅滩的不利趋势；南汊虽然宽，但是只能通航非设计通航桥孔，存在??安全隐患。??本文的研究目的在于三个方面：１）建立计算效率高的太平口水道水沙与河??床耦合数学模型
流量下心滩区域会冲刷出现窜沟，且窜沟的位置会发生摆动，增加滩体活动性。??然而对于三峽蓄水后顺直分汊河段的心滩稳定性研究，目前还略有不足。??窜沟的发生是天然分汊河道心滩冲淤过程的常见现象（见图１．３）。窜沟通常??是指横向切割心滩滩体的沟槽，在径流的持续冲刷下发育，会对滩体的稳定性产??生显著影响，进而影响到周边河势的稳定和整治工程的实施。目前关于窜沟的研??究成果较少，窜沟的存在常常以特征等深线的中断为标志，如徐华等（２０１５）研??究长江澄通河段通州沙滩面窜沟时采取５?ｍ等深线中断作为窜沟的存在标志。??窜沟的存在也有根据特征等深线的形态来判定的，如李旺生和朱玉德（２００６）研??究太平口心滩窜沟时将０?ｍ等深线的形态（如存在斜向的缺口）作为判断窜沟??存在的依据。关于窜沟形成的可能原因以定性描述为主，已有的关于分汊河道窜??沟成因研究指出，窜沟形成可能是因为主流摆动（徐华等２０１５；李旺生和朱玉??德２００６），也有观点认为窜沟发展是与特征流量持续时间相关（刘亚等２０１４；汪??飞等２０１５）。??图１．３天然窜沟照片（
【参考文献】：
期刊论文
[1]三峡工程运用后坝下游分汊型河道演变与调整机理研究[J]. 李明,胡春宏. 泥沙研究. 2017(06)
[2]三峡库区黄花城河段泥沙淤积情况的二维数值模拟[J]. 李沛霖,肖毅,周倩倩,杨胜发. 水电能源科学. 2016(09)
[3]床沙质与冲泻质划分方法综述[J]. 陈槐,朱立俊,王建中,范红霞. 泥沙研究. 2016(04)
[4]长江张家港老海坝段水动力及冲刷分析研究[J]. 张玮,杨松,许才广,刘杰,钱益明. 水道港口. 2016(02)
[5]Non-capacity transport of non-uniform bed load sediment in alluvial rivers[J]. CAO Zhi-xian,HU Peng,PENDER Gareth,LIU Huai-han. Journal of Mountain Science. 2016(03)
[6]长江九龙滩河段浅滩航道整治[J]. 钟亮,周鑫靖,许光祥. 水运工程. 2015(11)
[7]三峡水库蓄水前后沙市河段滩群演变特性分析[J]. 汪飞,李义天,刘亚,李明. 泥沙研究. 2015(04)
[8]长江上游胡家滩航道整治数值模拟研究[J]. 钟亮,许光祥,周鑫靖. 水运工程. 2015(05)
[9]三峡水库蓄水后长江中游分汊河道演变机理及趋势[J]. 朱玲玲,葛华,李义天,张为. 应用基础与工程科学学报. 2015(02)
[10]三峡水库对长江中游牯牛沙水道的影响分析及航道整治研究[J]. 张明进,白玉川,张华庆. 水利水电技术. 2014(10)
博士论文
[1]冲积河流多重时间尺度理论与数学模拟研究[D]. 胡鹏.武汉大学 2013
硕士论文
[1]水沙变化对沙市河段河床形态影响机理研究[D]. 李二明.长江科学院 2011
本文编号：3558419
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１太平口水道地理位置及滩槽格局示意图（Ｇｏｏｇｌｅ?Ｅａｒｔｈ）??
第１章绪论??到２００２年的建成通车，在靠近两岸的北汊及南汊内均布设了通航桥孔，中间为??非设计通航桥孔（如图１．２）。期间沙市河段河势发生了较大变化，原有三八滩冲??失，新三八滩形成后，原南汊航槽严重淤积，新南汊主槽位于非设计通航孔。随??后新南汊逐渐北移展宽，分流比逐渐增大，而北汊进口泥沙落淤形成杨林矾边滩??则时常阻塞航槽。这一自然变化过程与荆州大桥通航孔设置的冲突十分明显，随??着非设计通航桥孔防撞设施的修建，冲突有所缓解，但是未根本解决。新三八滩??守护工程实施后，航道条件有所改善，枯水期有条件维护北汊设计主通航孔通航，??但是北汊进口航槽窄，且不稳定，杨林矾边滩成为碍航浅滩，而且北汊中下段也??有形成交错浅滩的不利趋势；南汊虽然宽，但是只能通航非设计通航桥孔，存在??安全隐患。??本文的研究目的在于三个方面：１）建立计算效率高的太平口水道水沙与河??床耦合数学模型
流量下心滩区域会冲刷出现窜沟，且窜沟的位置会发生摆动，增加滩体活动性。??然而对于三峽蓄水后顺直分汊河段的心滩稳定性研究，目前还略有不足。??窜沟的发生是天然分汊河道心滩冲淤过程的常见现象（见图１．３）。窜沟通常??是指横向切割心滩滩体的沟槽，在径流的持续冲刷下发育，会对滩体的稳定性产??生显著影响，进而影响到周边河势的稳定和整治工程的实施。目前关于窜沟的研??究成果较少，窜沟的存在常常以特征等深线的中断为标志，如徐华等（２０１５）研??究长江澄通河段通州沙滩面窜沟时采取５?ｍ等深线中断作为窜沟的存在标志。??窜沟的存在也有根据特征等深线的形态来判定的，如李旺生和朱玉德（２００６）研??究太平口心滩窜沟时将０?ｍ等深线的形态（如存在斜向的缺口）作为判断窜沟??存在的依据。关于窜沟形成的可能原因以定性描述为主，已有的关于分汊河道窜??沟成因研究指出，窜沟形成可能是因为主流摆动（徐华等２０１５；李旺生和朱玉??德２００６），也有观点认为窜沟发展是与特征流量持续时间相关（刘亚等２０１４；汪??飞等２０１５）。??图１．３天然窜沟照片（
【参考文献】：
期刊论文
[1]三峡工程运用后坝下游分汊型河道演变与调整机理研究[J]. 李明,胡春宏. 泥沙研究. 2017(06)
[2]三峡库区黄花城河段泥沙淤积情况的二维数值模拟[J]. 李沛霖,肖毅,周倩倩,杨胜发. 水电能源科学. 2016(09)
[3]床沙质与冲泻质划分方法综述[J]. 陈槐,朱立俊,王建中,范红霞. 泥沙研究. 2016(04)
[4]长江张家港老海坝段水动力及冲刷分析研究[J]. 张玮,杨松,许才广,刘杰,钱益明. 水道港口. 2016(02)
[5]Non-capacity transport of non-uniform bed load sediment in alluvial rivers[J]. CAO Zhi-xian,HU Peng,PENDER Gareth,LIU Huai-han. Journal of Mountain Science. 2016(03)
[6]长江九龙滩河段浅滩航道整治[J]. 钟亮,周鑫靖,许光祥. 水运工程. 2015(11)
[7]三峡水库蓄水前后沙市河段滩群演变特性分析[J]. 汪飞,李义天,刘亚,李明. 泥沙研究. 2015(04)
[8]长江上游胡家滩航道整治数值模拟研究[J]. 钟亮,许光祥,周鑫靖. 水运工程. 2015(05)
[9]三峡水库蓄水后长江中游分汊河道演变机理及趋势[J]. 朱玲玲,葛华,李义天,张为. 应用基础与工程科学学报. 2015(02)
[10]三峡水库对长江中游牯牛沙水道的影响分析及航道整治研究[J]. 张明进,白玉川,张华庆. 水利水电技术. 2014(10)
博士论文
[1]冲积河流多重时间尺度理论与数学模拟研究[D]. 胡鹏.武汉大学 2013
硕士论文
[1]水沙变化对沙市河段河床形态影响机理研究[D]. 李二明.长江科学院 2011
本文编号：3558419
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