【摘要】：急灘、淺灘在我國山區(qū)河流中普遍存在。長直型急淺灘不僅坡陡流急,且水深不大,同時(shí)灘段長而直。擴(kuò)寬斷面雖能解決急的問題但同時(shí)水深會(huì)變得更淺,灘段長直則沒有開辟緩流區(qū)或形成搭跳上灘的條件,因此長直型急淺灘難以采用常規(guī)措施加以整治。所以,尋求一種適合于長直型急淺灘整治的新方案具有重要意義。本文采用理論分析和數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法,基于長直型急淺灘概化模型和河道模型,開展長直型急淺灘整治措施和方法研究,主要工作內(nèi)容和研究成果有:(1)利用概化模型的理論計(jì)算及兩個(gè)典型灘段實(shí)際水文測驗(yàn)資料,對(duì)二維水流數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了細(xì)致的驗(yàn)證計(jì)算,獲取了能較好模擬該河段流場的糙率、網(wǎng)格密度等計(jì)算參數(shù)。(2)運(yùn)用二維水流數(shù)學(xué)模型對(duì)兩個(gè)研究河段進(jìn)行了多級(jí)流量的流場計(jì)算,利用水流數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果結(jié)合灘段現(xiàn)狀及泥沙水文概況,詳細(xì)分析了灘段的水流條件、礙航特性及灘險(xiǎn)特性。瀾滄江無名灘處于兩深潭間,由于灘段河床發(fā)生水平向及垂向收縮,過水?dāng)嗝婕眲p小,導(dǎo)致灘段不僅河道狹窄、深泓較高、水流湍急、水面比降陡,且灘段較長,為一典型的長直窄槽型急險(xiǎn)灘。長江小南海灘原本順直狹窄的航槽因大中壩或車亭磧?yōu)┚壊课挥匍L而致使航槽內(nèi)水深不足,流急水亂,船舶航行較為困難,為典型長直型枯水淺險(xiǎn)灘。(3)利用對(duì)急淺灘整治的理論分析結(jié)合概化模型的分析方案,從減緩河床比降和增加河床糙率的方向,探求急淺灘整治的新方案。減緩河床比降,設(shè)置了全段降坡法和挖填式梯級(jí)法及下挖式梯級(jí)法;增加河床糙率,設(shè)置不同間距組合槽式加糙法和坑式加糙法;嚴(yán)格采用控制變量法,對(duì)概化模型進(jìn)行水流數(shù)值模擬分析。概化模型試驗(yàn)結(jié)果表明,減緩比降和增加糙率的方法可以有效的改善急淺灘水流條件,其中挖填式梯級(jí)法,在不增加斷面泄水面積的情況下,有效的壅高水位并且減緩流速,效果較佳。間距合理的槽式和坑式加糙法都具有明顯的整治效果。但是兩種方案,普遍存在水面線不穩(wěn)定,流速波動(dòng)大的問題。(4)依據(jù)新的整治思路在實(shí)際模型中設(shè)置新方案,運(yùn)用數(shù)值模擬計(jì)算分析與常規(guī)方案整治效果的區(qū)別。挖填式梯級(jí)法和槽式加糙法相結(jié)合的整治方案運(yùn)用到瀾滄江無名灘,得到了很好的整治效果,新方案的工程效果與糙率n值直接增加0.01相近,相當(dāng)于在原來糙率基礎(chǔ)上將糙率提高了29%的工程效果。改善局部水流條件,全面完成消灘。
【圖文】：

重慶交通大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 2-2 邊界條件示意圖.2 網(wǎng)格設(shè)置數(shù)模計(jì)算結(jié)果的精確有效的關(guān)鍵因素在于網(wǎng)格形狀和密度規(guī)劃的合理性計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散的計(jì)算方法為無結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格及有限體積法。在中部究段后期會(huì)有方案工況布置，流動(dòng)較為紊亂，故加密布置網(wǎng)格，在遠(yuǎn)離格可以布置相對(duì)稀疏，如圖 2-3 所示。

圖 2-2 邊界條件示意圖.2 網(wǎng)格設(shè)置數(shù)模計(jì)算結(jié)果的精確有效的關(guān)鍵因素在于網(wǎng)格形狀和密度規(guī)劃的合理性計(jì)算區(qū)域進(jìn)行離散的計(jì)算方法為無結(jié)構(gòu)三角網(wǎng)格及有限體積法。在中部究段后期會(huì)有方案工況布置，，流動(dòng)較為紊亂，故加密布置網(wǎng)格，在遠(yuǎn)離格可以布置相對(duì)稀疏，如圖 2-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV148

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本文編號(hào)：2701249