山区河流中低水头坝下局部冲刷深度公式及应用

发布时间：2017-08-14 22:19

  本文关键词：山区河流中低水头坝下局部冲刷深度公式及应用

  更多相关文章： 坝下局部冲刷深度 因此分析 多元线性回归分析 动床冲刷试验

【摘要】：随着我国拦河闸坝工程的日益增多,由修建水电工程所引起的安全问题也越发得到关注。据统计,水毁是威胁水工建筑物安全的主要原因,而坝下局部冲刷是引起水毁的重要因素。在中低水头的水电枢纽中,上下游水位存在一定的水位差,致使下泄水流往往具有很大的流速,并且携带了较大的能量。如果这些巨大的能量得不到消散,就会对下游河床、河岸进行冲刷,而下游河段的覆盖层大多也是冲积形成,抗冲能力较差,河床容易冲刷成坑,当这些冲刷坑的位置距离水工建筑物较近,且坑深较大时,就可能会对闸坝工程产生破坏作用,严重影响水工建筑物的使用寿命。因此,设计单位在进行水电枢纽工程的设计时,准确的预知坝下局部冲刷的深度,合理布置水工建筑物的结构与埋深,将大大减小枢纽运行后水毁的风险。现如今计算坝下局部冲刷深度的公式往往针对某一特定的枢纽工程进行推导,或是仅考虑一两个主要因素,可有效预测冲刷深度的公式较少,特别是针对采用底流消能的中低水头的坝下冲刷研究更少。因此,为了保障水工建筑物的安全,有必要开展山区河流中低水头坝下局部冲刷深度的进一步研究。本文主要针对坝下局部冲刷,采用理论分析与物理模型相结合的方法,取得了以下成果:(1)通过参考前人对坝下局部冲刷问题的研究,确定中低水头坝下局部冲刷深度的主要影响因素,采用因次分析的方法建立坝下局部冲刷深度的新公式。同时收集大量的模型试验冲刷资料,利用多元线性回归分析结合最小二乘法,对冲刷资料进行拟合,确定新推导公式各影响因子的物理量。(2)通过多个模型试验的冲刷资料对新推导公式进行验证,同时利用沙塔克利公式、水闸设计规范公式、毛昶熙公式、岗恰罗夫-罗欣斯基与推导公式进行对比分析,验证表明新推导公式相比一些现有公式可靠性更高。(3)根据潼南枢纽与利泽枢纽优化后的方案,进行坝下局部动床冲刷试验,对试验结果进行较为详细的分析。(4)将验证后推导公式与现有常用的冲刷深度公式同时应用于计算潼南枢纽与利泽枢纽的坝下局部冲刷深度,并利用模型试验成果进行验证。结果表明:新的推导公式精度相对较高,并且结构比较简单,可为实际工程中坝下局部冲刷深度的估算提供参考依据。
【关键词】：坝下局部冲刷深度 因此分析 多元线性回归分析 动床冲刷试验
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV698.23;TV147
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 研究目的与意义9-10
• 1.2 研究现状10-17
• 1.2.1 理论公式10-14
• 1.2.2 物理模型14-16
• 1.2.3 数学模型16-17
• 1.3 研究内容以及技术路线图17-19
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 研究方法及技术路线图18-19
• 第二章 坝下局部冲刷深度理论公式19-33
• 2.1 概述19
• 2.2 推导方法19-21
• 2.2.1 因次分析原理19-20
• 2.2.2 多元线性回归分析原理20-21
• 2.3 公式推导21-24
• 2.3.1 影响因素21-22
• 2.3.2 公式推导22
• 2.3.3 物理量的确定22-24
• 2.4 验证与比较24-32
• 2.4.1 公式验证与比较24-29
• 2.4.2 验证成果对比及误差分析29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 坝下局部动床冲刷试验研究33-68
• 3.1 概述33
• 3.2 潼南航电枢纽坝下局部动床冲刷试验研究33-51
• 3.2.1 工程简介33-35
• 3.2.2 模型设计与相似性验证35-43
• 3.2.3 坝下局部动床冲刷试验43-46
• 3.2.4 成果分析46-51
• 3.3 利泽航运枢纽坝下局部动床冲刷试验研究51-67
• 3.3.1 工程简介51-53
• 3.3.2 模型设计与相似性验证53-59
• 3.3.3 坝下局部动床冲刷试验59-62
• 3.3.4 成果分析62-67
• 3.4 本章小结67-68
• 第四章 公式应用及影响因素分析68-78
• 4.1 概述68-69
• 4.2 应用69-75
• 4.2.1 计算工况69
• 4.2.2 与各家公式比较69-71
• 4.2.3 与模型试验成果的对比71-73
• 4.2.4 计算结果误差分析73-75
• 4.3 影响因素分析75-77
• 4.3.1 单因素影响分析75-76
• 4.3.2 多因素综合影响分析76-77
• 4.4 本章小结77-78
• 第五章 结论与展望78-80
• 5.1 结论78-79
• 5.2 展望79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果84

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本文编号：675021