河床采沙挖槽的溯源冲刷影响规律

发布时间：2017-07-18 15:13

  本文关键词：河床采沙挖槽的溯源冲刷影响规律

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【摘要】：针对长距离河段大量人工采沙、挖槽发生的河床溯源冲刷影响因素、发展规律及预测方法进行研究。考虑该问题的清水冲刷特征,建立了一维水动力学方程、河床变形和推移质输沙方程组,用TVD(Total Vartation Diminishing)性质的MUSCL-Hancock时空二阶格式和对水流、河床变形方程分别用有限体积和有限差分法进行数值求解,用水槽试验作了验证并研究了溯源冲刷规律。溯源冲刷长度在初期30%的时间内可达平衡时的80%,冲刷速率随来流强度、跌坎高度和跌水水头差明显增大。平衡溯源长度随流量的线性增长率约为0.8,随跌水高差的增长较缓,冲刷最大厚度约为跌坎高度的0.5倍。采沙挖槽河床一旦形成溯源冲刷,则发展迅速,流量和跌水高差是重要影响因素。在合理考虑输沙方程的基础上,该数值模型可用于溯源冲刷的预测,计算速度快且精度较高。
【作者单位】： 北京交通大学土木建筑工程学院;结构风工程与城市风环境北京市重点实验室;
【关键词】： 采沙河床 数值模拟 溯源冲刷 跌水 平衡输沙
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51578062) 中国铁路总公司科技研究开发计划资助项目(2014G009-H)~~
【分类号】：TV147
【正文快照】： 河道内大规模采沙或挖槽形成的床面陡坎,在水面比降大和天然水流输沙量低的特征条件下可引起河床冲刷向上游发展[1],即溯源冲刷,对河流的利用或跨河工程的安全有潜在威胁。自20世纪80年代以来,因建筑工程对砂料的需求增加,致使中国各大河流上均有过度采沙,河流的自然平衡规律

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本文编号：558323