本文關(guān)鍵詞：庫尾非均勻流卵礫石輸移特性研究

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【摘要】：通過對長江三峽變動回水區(qū)的調(diào)研情況及收集到的實測資料顯示,變動回水區(qū)末端段河床質(zhì)組成以卵礫石夾砂為主,在消落期出現(xiàn)的礙航特性主要由卵礫石推移質(zhì)運動造成。由于三峽庫尾長期遇到卵石灘群再造過程的礙航問題,這對庫尾段的航運造成很大影響,而三峽工程修建是重要功能之一就是航運,所以很有必要對庫尾水流條件下的卵石輸移特性進行研究。本文以國家“十二五”科技支撐計劃項目“三峽水庫變動回水區(qū)末端段航道治理研究(2012BAB05B03)”里的“三峽水庫末端段泥沙輸移規(guī)律研究”專題為研究背景,通過室內(nèi)水槽試驗為解決三峽庫區(qū)末端長期遇到的卵石輸移造成的礙航問題提供理論基礎(chǔ)依據(jù)。本文在研究非均勻流卵礫石輸移特性過程中,在以往研究方法的基礎(chǔ)上,做了兩種新的嘗試。首先在輸沙率測量的技術(shù)上,運用了圖像識別的方法測量輸沙率。其次,在以往的一次放水試驗僅在尾部測量一組輸沙率的基礎(chǔ)上,選擇了一種水流條件下一次性的測量幾個斷面輸沙率,初步得出非均勻水流條件下的卵礫石輸移的沿程變化特性。通過非均勻流下的卵礫石輸移水槽試驗,主要得出了以下幾個結(jié)論:首先,基于圖像識別來測量水槽試驗的沿程斷面輸沙率的方法,具有對試驗過程中水流無干擾、數(shù)據(jù)采集較方便、簡單、實時性等優(yōu)點,這相對于以往對泥沙輸沙率的研究方法而言,測量結(jié)果更為接近實際運動狀態(tài)。其次,根據(jù)水槽試驗過程觀測得出,在庫尾非均勻流下的卵礫石輸移,隨著水深沿程的增加,水流的非均勻性逐漸增大,水流強度逐漸減小,從而導致整個泥沙的輸移量沿程越來越小。當水流強度低于0.026時,卵礫石不再向前運動,從而開始淤積形成卵礫石沙堆。隨著卵礫石淤積的位置向下游發(fā)展,回水影響的范圍逐漸向上游延伸,沿程水流非均勻性也逐漸增大,卵礫石向下游淤積的速度也越來越緩。最后,水槽試驗數(shù)據(jù)與已有推移質(zhì)公式對比,根據(jù)已有的相近的輸沙率公式結(jié)構(gòu)形式,結(jié)合水槽試驗數(shù)據(jù)結(jié)果,擬合得出含有非均勻系數(shù)a(0H=Ha,H為非均勻水流條件下的水深,0H為均勻流態(tài)下的正常水深)的適合于非均勻流態(tài)下的卵礫石輸移的輸沙率公式。
【關(guān)鍵詞】：非均勻流 水槽試驗 圖像識別 卵礫石輸沙率 淤積動態(tài)變化
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV142
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-28
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-26
• 1.2.1 明渠恒定非均勻流研究進展10-12
• 1.2.2 卵礫石輸移規(guī)律研究現(xiàn)狀12-26
• 1.2.2.1 推移質(zhì)起動研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.2.2 推移質(zhì)輸沙率研究17-26
• 1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線26-28
• 1.3.1 本文研究內(nèi)容26
• 1.3.2 技術(shù)路線26-28
• 第2章 試驗設(shè)備及布置28-38
• 2.1 水槽介紹28-29
• 2.1.1 水槽規(guī)格及主要技術(shù)特點28
• 2.1.2 水槽供回水系統(tǒng)28-29
• 2.2 控制測量設(shè)備29-33
• 2.2.1 流量控制29-30
• 2.2.2 水位測量30-31
• 2.2.3 卵礫石輸沙率測量31-33
• 2.3 系統(tǒng)穩(wěn)定性檢驗33-34
• 2.3.1 流量計的穩(wěn)定性檢驗33
• 2.3.2 水位計的穩(wěn)定性檢驗33-34
• 2.4 試驗水流條件34-35
• 2.5 輸沙條件控制35-36
• 2.6 試驗布置36-38
• 第3章 基于圖像識別的輸沙率測量方法38-49
• 3.1 概述38
• 3.2 卵礫石運動圖像采集38-41
• 3.2.1 測量設(shè)備布置38-39
• 3.2.2 測量設(shè)備參數(shù)設(shè)置39-41
• 3.3 卵石運動圖像識別41-44
• 3.3.1 測量斷面選取41-42
• 3.3.2 卵礫石顆粒識別42-44
• 3.3.3 統(tǒng)計泥沙顆粒數(shù)量44
• 3.4 測量處理結(jié)果驗證44-47
• 3.4.1 顆粒質(zhì)量檢驗45-46
• 3.4.2 圖像識別結(jié)果驗證46-47
• 3.5 小結(jié)47-49
• 第4章 非均勻流卵礫石輸移特性試驗研究49-59
• 4.1 非均勻流的判別方式49-50
• 4.2 試驗方法50-51
• 4.3 卵礫石的淤積條件51-53
• 4.4 卵礫石的淤積動態(tài)過程53-58
• 4.5 小結(jié)58-59
• 第5章 非均勻流條件下卵礫石輸移規(guī)律初探59-67
• 5.1 山區(qū)河道推移質(zhì)運動的影響因素59-60
• 5.2 與已有推移質(zhì)公式對比60-61
• 5.3 試驗結(jié)果數(shù)據(jù)對比分析61-64
• 5.4 非均勻流下的卵礫石輸移公式64-66
• 5.5 小結(jié)66-67
• 第6章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67
• 6.2 展望67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 在學期間發(fā)表的論著及取得的科研成果73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 何文社,方鐸,曹叔尤,楊具瑞,劉興年;泥沙起動判別標準探討[J];水科學進展;2003年02期

2 楊鐵笙,楊樺,楊美卿;Self-organization Mechanism during the Bedform Process[J];Tsinghua Science and Technology;1997年03期

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本文編號：1028461