山区河流上下双丁坝冲刷机理研究

发布时间：2017-06-03 18:17

  本文关键词：山区河流上下双丁坝冲刷机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水利工程中丁坝是最主要的河道整治建筑物,能够缩短过水断面宽度,加速水流对河床的冲刷从而拓宽通航水深,同时能降低河岸水流流速,降低近岸水流能量避免河岸遭受过度淘刷损坏,以此实现维护岸坡稳定的目标。为了达到整治效果、有效控制河道整治线和减缓丁坝水毁,山区河流多数情况布置的是上下双丁坝或者丁坝群。以往对丁坝的研究多以单丁坝为主,因此,对上下双丁坝水毁机理的研究是非常有必要的。本论文以交通部科技项目“长江上游航道整治建筑物水毁机理及预防监测技术”为依托进行研究。对上下双丁坝结构的水毁机理、双丁坝坝区附近水流特性及双丁坝坝头冲刷坑深进行了描述。本论文结合以往学者对单丁坝水毁特性的研究,通过长江上游已经存在的典型双丁坝水毁资料设计出了2种坝长比、2种挑角形式、3种坝间距和3种流量的工况,通过排列组合组成二十二组工况进行清水动床试验,通过优化分析选择最为实用且整治效果最好的试验方案。通过水槽概化模型试验和对试验结果的理论分析,论述了多种工况时上下双丁坝的水毁过程和水毁体积。绘制了不同坝长比、不同坝间距和不同流量等情况下,最后的冲淤平衡等值线图。以图的形式分别记录上丁坝与下丁坝坝头冲坑衍生过程,从图中能够清楚地观察到冲刷坑长度和宽度随时间的变化规律。对取得的试验结果与以往单丁坝的试验结果进行对比,分析上下双丁坝之间的掩护效果。由于在山区河道中修建丁坝后,丁坝附近水流的挟沙力将发生较大变化,所以本文还对上下双丁坝对水流挟沙力的影响作了简要分析。丁坝的水毁主要是坝头的水毁,而坝头水毁主要是由于坝头冲刷坑所致,所以从理论探索坝头冲刷坑公式是很有必要的。采用量纲分析法和最小二乘法对试验数据进行多元线性回归分析,分别推导出适用于山区河流散抛石上丁坝和下丁坝冲刷坑深度的计算公式,归纳总结双丁坝两者冲坑深度间的相互作用关系,为工程实践提供理论依据。
【关键词】：上下双丁坝 模型试验 水毁机理 冲刷坑
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV863;TV135
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 研究目的与意义9-10
• 1.2 国内外研究状况10-19
• 1.2.1 丁坝水力特性的研究11-13
• 1.2.2 丁坝紊流特性的研究现状13-14
• 1.2.3 丁坝水毁机理研究现状14-18
• 1.2.4 丁坝群研究现状18-19
• 1.3 本文研究的主要内容19-21
• 第二章 概化模型试验设计及量测技术21-32
• 2.1 水槽概化模型设计21-27
• 2.1.1 模型设计依据21-23
• 2.1.2 模型各项比尺的确定23-27
• 2.2 清水动床冲刷试验27-32
• 2.2.1 动床试验方案27-31
• 2.2.2 动床试验观测内容31-32
• 第三章 上下双丁坝水毁机理分析32-54
• 3.1 上下双丁坝水毁过程分析32-44
• 3.1.1 丁坝及床面变形分析32-40
• 3.1.2 上下双丁坝坝头处冲刷坑尺寸随时间变化过程分析40-44
• 3.2 上下双丁坝不同部位的水毁机理44-47
• 3.2.1 坝头水毁44-45
• 3.2.2 坝身水毁45-46
• 3.2.3 坝根水毁46-47
• 3.3 上下双丁坝对水流挟沙能力的影响47-54
• 3.3.1 不同坝长比时，，水流挟沙力的对比分析51
• 3.3.2 不同挑角时，水流挟沙力的对比分析51-52
• 3.3.3 不同坝间距时，水流挟沙力的对比分析52-54
• 第四章 上下双丁坝坝头冲刷坑分析54-64
• 4.1 丁坝坝头冲刷坑形成过程及其影响因素54-56
• 4.1.1 坝头冲刷坑的形成过程54-55
• 4.1.2 影响冲刷坑深度的主要因素55
• 4.1.3 冲刷坑的范围及确定方法55-56
• 4.2 单丁坝坝头冲刷坑深度的计算56-60
• 4.3 上下双丁坝坝头冲刷坑深度的计算60-64
• 4.3.1 上丁坝坝头冲刷坑深度的计算60-62
• 4.3.2 下丁坝坝头冲刷坑深度的计算62-64
• 第五章 结论及建议64-67
• 5.1 主要研究结论64-66
• 5.2 论文提出的创新点66
• 5.3 问题与建议66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士期间发表论文及参与科研情况72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：418890