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[硕士论文] 涂金阳
水利工程;水利水电工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:长江上游重庆至宜宾河段航道等级从Ⅲ级提升到Ⅱ级,是国家实施西部大开发战略的重要举措,同时也是加快上游地区发展的必然趋势。水师坝滩位于长江上游白沙水道,是集枯水浅滩、险滩为一体的分汊型浅险滩群,滩段水流条件复杂,碍航成因多变。本文采用理论分析和二维水流数学模型,对水师坝浅险滩群水流特性、整治参数及整治措施进行计算了分析,可为山区河流洲头浅险滩群的整治方法提供参考。
  论文的工作内容和研究成果主要有:
  (1)收集了丰富的滩段地形和水文资料,分析了水师坝河段河床演变规律及水文泥沙特性。结合滩段水位、流速及浮标流向等实测资料对平面二维水流数学模型进行了验证计算,给出了适合研究河段的基本参数。
  (2)基于概化水槽模型,通过数模计算和分析提出了流线漂距与横流、流量等的经验关系式以及航槽允许横流的计算式,给出了适合于水师坝河段的横流取值范围为0.5~0.7m/s。基于水师坝天然河段,通过密集工况的水流特性计算分析,给出了断面系数、航道流速、航槽比降、消滩判数等的沿程分布,结果表明,水师坝河段为分汊河道浅险滩群,即洲头上游水浅碍航,和对夹石与洲头对峙形成强烈夹堰水而成险。
  (3)通过多种坝型、坝长、坝轴线走向、坝位以及流量等众多工况的单因素和多因素计算分析,得到了水流速度、横流强度等变化规律,提出洲头顺坝比岸边丁顺坝更适合洲头险滩的整治;分析洲头坝坝头绕流特性,提出洲头坝横向位置的经验计算式;同时分析主汊河宽比μ推算洲头坝位置,两种方法相互得以验证并运用于航道整治。
  (4)本文提出的极速控制法推求整治线宽度,从泥沙起动和上滩流速两个方面控制滩段水流条件,紧密结合滩段实际,比常规的水力学法、造床流量法等传统方法更加符合实际,是一种确定山区河道浅滩整治参数的可靠方法。
  (5)提出了浅滩筑坝束水攻沙,险段炸礁及筑洲头坝调整流态、减缓横流的整治思路,经过多个整治方案的数值模拟和优化,得到的推荐方案基本能达到整治目的,可为实际工程的设计和实施提供技术支撑。
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