库区急滩整治措施—人工复式断面水流特性研究

发布时间：2017-06-19 00:07

  本文关键词：库区急滩整治措施—人工复式断面水流特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水运交通在运输业中占据举足轻重的地位,随着船舶的大型化,高速化发展,对航道的要求必然提高。长江三峡两坝间河谷狭窄陡峭,水流湍急,流态紊乱,滩险密布,基本水流特征表现为比降陡、流速大,船舶航行条件险恶,其中水田角是长江上游著名的中洪水期急流滩,是两坝间最困难的航段之一。对水田角滩段水流特性及航道整治方法进行研究,为确保长江“黄金水道”的畅通,提高通航能力打下基础。本文首先采用概化水槽模型试验,对通过修筑水下平台形成的人工复式断面水流特征进行研究,建立复式断面流速横向分布概化模型与理论框架公式。再采用二维水流数值模拟技术,对两坝间水田角段库区急滩通过修筑水下平台形成人工复式断面法,即开辟缓流区法整治航道进行了初步研究,主要工作内容和研究成果有:(1)分析常规整治方法,发现扩大泄水断面法对库区急滩作用有限,提出新型整治方法,即在上行航道下修筑水下平台形成人工复式断面法,整治库区洪水急滩。(2)采用概化水槽试验,修筑水下平台,形成人工复式断面。在不同来流条件设置不同宽度及高度的水下平台进行水流特性试验测量。(3)分析试验结果,建立工程前水槽横向流速分布公式;对缓流区及其宽度进行定义,建立缓流区宽度与水下平台宽度、高度及来流条件等影响因子的关系,联系缓流区宽度与工程前流速比值的关系,得出人工复式断面流速分布规律。(4)运用前面研究成果,提出修筑水下平台形成人工复式断面整治库区急滩即两坝间莲沱段的初步设计方法。(5)应用两坝间莲沱段实际水文测验资料建立二维水流数学模型,用数学模型开展复式断面整治方法的实际工程应用研究。研究发现根据人工复式断面横向流速分布规律设计出的整治方案效果明显,从施工应用方面考虑为最优方案。间接验证人工复式断面横向流速分布规律的正确性及新型整治方法的可行性。
【关键词】：库区急滩 概化水槽 复式断面 二维水流数模 整治措施
【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】：TV135
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 急滩水流特性11-13
• 1.3 急滩整治的基本方法13-16
• 1.4 库区急滩整治的研究现状16-17
• 1.5 水沙模拟的研究现状17-20
• 1.5.1 水力模型17-18
• 1.5.2 数值模拟18-20
• 1.6 研究工作的内容、技术路线及章节安排20-21
• 1.6.1 研究工作的内容20
• 1.6.2 研究工作的技术路线20
• 1.6.3 研究工作的章节安排20-21
• 第二章 概化水槽试验设计及量测技术21-29
• 2.1 试验研究的目的和内容21
• 2.1.1 主要研究目的21
• 2.1.2 主要试验内容21
• 2.2 概化水槽模型试验设计21-23
• 2.2.1 试验水槽系统21-22
• 2.2.2 水下平台结构形式的拟定22
• 2.2.3 水流条件设计22-23
• 2.2.4 其他因素的控制23
• 2.2.5 试验模型的布置23
• 2.3 试验量测23-26
• 2.4 试验安排26-28
• 2.4.1 准备试验26
• 2.4.2 模型安装26-27
• 2.4.3 流量标定27
• 2.4.4 试验观测内容27-28
• 2.5 复式断面水力特性试验28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 人工复式断面水力特性试验研究29-38
• 3.1 工程前横向流速分布分析29-30
• 3.2 水下平台对表面流速的影响30-35
• 3.2.1 工程前后表面流速变化规律30-31
• 3.2.2 研究方法31-32
• 3.2.3 平台高度变化及水深变化对K点位置的影响32-33
• 3.2.4 流量变化对K点位置的影响33-34
• 3.2.5 平台宽度变化对K点位置的影响34-35
• 3.2.6 水下平台对流速缓流区范围影响35
• 3.3 综合分析及公式推导35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第四章 整治方案设计38-47
• 4.1 水下平台优化设计38
• 4.2 整治区域基本资料38-45
• 4.2.1 河段滩险概况39-40
• 4.2.2 水沙条件40
• 4.2.3 航道条件40
• 4.2.4 滩性分析40-43
• 4.2.5 碍航特点及成滩原因分析43-45
• 4.3 整治方案45-46
• 4.3.1 整治方案设计45
• 4.3.2 方案平面布置图45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 人工复式断面法整治库区急滩应用研究47-58
• 5.1 二维水流数学模型的建立47-50
• 5.1.1 控制方程47
• 5.1.2 边界条件47-48
• 5.1.3 基本方程数值离散和求解48-49
• 5.1.4 总体有限元方程的求解49-50
• 5.2 模型的验证50-51
• 5.3 工程前水田角段水流特性51-53
• 5.3.1 工程前水面线51
• 5.3.2 工程前上行流速51-52
• 5.3.3 工程前消滩判数52
• 5.3.4 基本工况确定52-53
• 5.4 整治效果分析53-57
• 5.4.1 综合指标分析53-54
• 5.4.2 航线水位分析54-55
• 5.4.3 航线流速分析55-56
• 5.4.4 固定断面流速分析56
• 5.4.5 综合分析56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 结论与展望58-60
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 在校期间发表的论著及参与的科研项目64
• 一、在校期间发表的论文64
• 二、在校期间参与的科研项目64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 黄权生;罗美洁;;三峡航道整治研究[J];长江师范学院学报;2011年04期

2 张细兵,殷瑞兰;平面二维水流泥沙数值模拟[J];水科学进展;2002年06期

3 刘勇;王涛;解中柱;刘丽莎;;长江上游斗笠子滩航道整治工程试验研究[J];水运工程;2012年10期

4 黄伦超,张瑞;红水河那相滩航道整治研究[J];珠江水运;1997年12期

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本文编号：461128