本文關鍵詞：長江口水力幾何形態(tài)及深水航道平衡水深

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【摘要】：長江口豐水多沙,三級分漢、四口入海,作為長江黃金水道的咽喉,戰(zhàn)略地位極為重要。長江口深水航道治理工程分三期逐步實現(xiàn)了北槽12.5m通航水深的目標,然而在長江來沙逐年減少的背景下,北槽深水航道年回淤量依然較大,其內在原因與河口調整達到平衡時能維持的水深難以滿足設計水深有關。因此,研究長江口水力幾何形態(tài)關系,計算河口漢道能夠維持的最大平衡水深,不僅可豐富河口動力學理論,而且對于揭示長江分漢河口演變機理、總體上把握深水航道的治理方略和措施具有指導意義。本文基于時變水流挾沙能力公式,分別采用一維和二維積分形式連續(xù)方程,結合水流阻力公式和無因次寬深比關系建立了分漢河口水力幾何形態(tài)關系,獲得漢道與單一河道平均水深之比為落潮分流比的2/7次方,過水斷面面積之比為落潮分流比的6/7次方。針對潮流與徑流相比起主要作用的長江口北槽中下段,進一步考慮漲落潮流挾沙能力線性組合,建立了潮流主控河段水力幾何形態(tài)關系,獲得整治工程后河道主槽過水斷面面積與治導線寬度及河口水力參數(shù)之間的關系。利用Delft3D水動力模型,計算出長江口水力幾何形態(tài)關系所需的水力參數(shù),用以計算長江口北槽的平衡水深。根據(jù)分漢河口水力幾何形態(tài)關系,計算出長江口治理工程前北槽攔門沙頂部斷面最大平衡水深為6.91m,與其長期維持在6-7m水深的實際情況相一致,表明本文建立的分漢河口水力幾何形態(tài)理論是合理的。在此基礎上采用分漢河口水力幾何形態(tài)關系計算獲得深水航道治理工程后北槽上段斷面上最大平衡水深平均為11.43m。采用潮流主控河段水力幾何形態(tài)關系計算獲得北槽中段斷面上最大平衡水深平均為9.46m,最小為9.31m；下段斷面上最大平衡水深平均為10.27m。平衡水深上段大于下段,中段最小。一方面深水航道治理工程有一定的束水攻沙、沖深航槽作用,使北槽最大平衡水深有明顯增加；另一方面丁壩增加了河槽形態(tài)阻力,致使納潮量減小,不利于維持航道水深。治理工程效果取決于這兩方面因素的綜合作用。北槽沿程各斷面的最大平衡水深與設計水深之間的差值很大程度上決定了航道回淤量的大小,兩者的差值越大則回淤量也越大。通過改變水力條件塑造合理的斷面幾何形態(tài)以增大斷面上最大平衡水深是深水航道治理的關鍵。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U612

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本文編號：1260794