小浪底浑水动床模型验证及进水塔前冲刷漏斗试验研究

发布时间：2017-05-13 10:04

  本文关键词：小浪底浑水动床模型验证及进水塔前冲刷漏斗试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：黄河作为一条高含沙河流,其高含沙量给在其上修建的各种水库的安全运行带来极大的隐患。以小浪底水库为例,水库运行四年之后,库区已经淤积泥沙30.41亿m3,三角洲顶点高程215.09 m,距坝约11.4 km,坝前淤沙高程至184.6 m,已经高于最低进水口底板高程9.6 m,如果不采取有效的治理措施,照这样的速度发展下去,进水塔的工作闸门将会被泥沙堵死,如果闸门无法启动,如遇洪水来临,水库不能迅速腾空库容容纳洪水,这必将严重威胁大坝以及下游城镇的安全。河工物理模型在研究水流结构、河床演变、泥沙淤积等问题上具有其他方法无法比拟的优势,而首先模型设计和制作的精度决定了后续试验研究的结论的可靠性,且关于小浪底坝区的大比尺正态物理模型的试验效果如何,值得深入研究。本文依据模型相似理论,结合小浪底坝区现有水沙资料制作了小浪底浑水动床模型,并通过原型资料与试验数据的对比,验证了本次模型设计的可靠性。在模型设计可靠的基础上,本文针对小浪底进水塔前淤积泥沙在不同泄流工况下的形成冲刷漏斗进行了具体的试验研究,得到了塔前淤积高程随流量和时间的发展变化情况,为制定合理的清淤措施提供参考。
【关键词】：小浪底 河工模型 冲刷漏斗
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV145;TV131.61
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 问题的提出和研究的意义8-10
• 1.2 国内水库淤积现状及影响10-11
• 1.3 水库泥沙淤积研究11
• 1.4 水库泥沙淤积防治措施11-14
• 1.4.1 库区泥沙运动形式12
• 1.4.2 库区泥沙淤积形态12-13
• 1.4.3 水库减淤措施13-14
• 1.5 本文研究的内容14-16
• 2 河工模型试验研究16-24
• 2.1 河工模型的研究进展16-18
• 2.1.1 几何变态问题17-18
• 2.2 时间变态问题的研究现状及意义18-20
• 2.2.1 时间变态问题的产生18-19
• 2.2.2 时间变态造成的影响19-20
• 2.3 模型试验的相似条件20-24
• 2.3.1 水流运动相似条件20-21
• 2.3.2 悬移质运动相似条件21-22
• 2.3.3 推移质运动相似条件22-24
• 3 小浪底进水塔前防淤堵浑水动床模型验证24-56
• 3.1 模型相似条件24-25
• 3.2 模型沙选择25-26
• 3.3 比尺设计26-27
• 3.4 模型布置27-30
• 3.4.1 整体平面布置27-28
• 3.4.2 动床模型浑水系统平面布置28-29
• 3.4.3 模型量测断面及测点平面布置29-30
• 3.5 坝区水下地形、含沙浓度及流速测量系统30-31
• 3.5.1 自行走测车、垂向控制模块及运动组件30
• 3.5.2 测量仪器探头布置30-31
• 3.6 模型验证31-55
• 3.6.1 试验条件31-37
• 3.6.2 坝区河道流态37-39
• 3.6.3 坝区典型测点水位过程线39-41
• 3.6.4 模型与原型水流结构对比41-51
• 3.6.5 坝区河道冲淤分布及总量分析51-55
• 3.7 验证试验结论55-56
• 4 小浪底进水塔前漏斗形态研究56-70
• 4.1 塔前流速分布56-58
• 4.2 塔前漏斗形态58-64
• 4.3 闸前淤积高程随含沙量的变化64-65
• 4.4 冲刷漏斗受时间的影响65-68
• 4.4.1 量纲分析法简介65-66
• 4.4.2 公式推导66
• 4.4.3 确定参数66-68
• 4.5 不同粒径模型沙对于时间比尺的影响68-70
• 5 结论与展望70-72
• 5.1 结论70
• 5.2 展望70-72
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文72-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-79

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