發(fā)布時(shí)間：2020-08-24 14:20

【摘要】：近年來,隨著全球的氣候的變化,導(dǎo)致河流徑流泥沙以及凍土邊界產(chǎn)生一系列的變化,進(jìn)而影響河流形態(tài)的演變以及沖淤的變化,外部環(huán)境和不同徑流來沙等內(nèi)部因素對(duì)高寒地區(qū)河流演變趨勢(shì)具有一定影響,因此研究凍融狀態(tài)下的河流演變對(duì)河道的治理具有實(shí)際的理論意義與應(yīng)用價(jià)值。本課題以長江源區(qū)游蕩型河流為研究對(duì)象,采用自然模型與理論相結(jié)合的方法對(duì)游蕩型河流凍融狀態(tài)下演變與泥沙沖淤變化進(jìn)行了研究,揭示凍土環(huán)境游蕩河道在凍結(jié)以及融化過程中的演變規(guī)律。對(duì)游蕩河流形成機(jī)理進(jìn)行資料的整理,尋找適合游蕩型河流形成的水沙條件。采用自然模型試驗(yàn)的研究方法對(duì)已成型的游蕩型河流演變趨勢(shì)分析。對(duì)游蕩河道的凍結(jié)過程以及融化過程進(jìn)行模擬分析,總結(jié)兩過程的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)在凍結(jié)河道的融化過程中伴隨河岸邊界以及河床底部的逐步融化,河流將逐漸重新出現(xiàn)游蕩型河道特點(diǎn),河流的游蕩型強(qiáng)弱由河床融化程度所決定,同時(shí)河床融化程度與試驗(yàn)的放水時(shí)長來水量以及溫度的升高有關(guān)。而凍結(jié)過程游蕩型河道特點(diǎn)逐步消失,凍結(jié)過程中河床以及河岸條件逐步硬化,限制了河流的下切以及向兩岸擴(kuò)張速度,同時(shí)上游來水量的逐漸減小,使得河流演變進(jìn)程逐漸減緩,當(dāng)河流中部分水固結(jié)時(shí),河流演變接近停滯狀態(tài)。為解決河流凍結(jié)與融化過程中泥沙運(yùn)動(dòng)等問題對(duì)河流演變的影響,本文還進(jìn)行了凍結(jié)狀態(tài)下天然泥沙的起動(dòng)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)凍結(jié)泥沙在起動(dòng)過程中水體流動(dòng)會(huì)加快泥沙的融化速度,同時(shí)凍結(jié)泥沙在起動(dòng)時(shí)泥沙顆粒粒徑較細(xì)較均勻,且該過程中由于冰的存在,起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象。該現(xiàn)象說明了來水量的增大導(dǎo)致河岸以及河床融化速度加快,同時(shí)也進(jìn)一步說明了融化過程中來水量的增加對(duì)該過程中游蕩河流活力具有促進(jìn)作用。文章最后對(duì)融化以及凍結(jié)兩過程進(jìn)行分別進(jìn)行了總結(jié),概括了融化于凍結(jié)兩過程中游蕩河流的特性。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TV147
【圖文】：

將凍結(jié)狀態(tài)與融化狀態(tài)下的游蕩型河道的演變規(guī)律進(jìn)行對(duì)比分析，從河道演變以及關(guān)系各要素之間差異等方面指出凍結(jié)狀態(tài)與融化狀態(tài)下河流的變化差異，分析出現(xiàn)此象的原因。在玻璃水槽中進(jìn)行凍結(jié)狀態(tài)下的試驗(yàn)?zāi)嗌称饎?dòng)試驗(yàn)，將冰凍泥沙與天然未凍泥沙的動(dòng)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)試驗(yàn)過程中泥沙融化速度，以及起動(dòng)現(xiàn)象，起動(dòng)規(guī)律等因素進(jìn)行分，對(duì)冰凍泥沙起動(dòng)進(jìn)行規(guī)律總結(jié)，解決凍融狀態(tài)下游蕩河流演變過程中冰凍試驗(yàn)?zāi)嗌衬嗌愁w粒起動(dòng)方面的問題。.3.2 技術(shù)路線本文采用自然模型的試驗(yàn)研究方法，試驗(yàn)前，根據(jù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，在模型先行塑造出游蕩型小河，然后進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)研究。本文的技術(shù)路線如下圖 1-1

河北工程大學(xué)碩士學(xué)位論文的基礎(chǔ)上，改變外界的試驗(yàn)環(huán)境（可選取北方入冬溫度下降時(shí)和入春溫度升高時(shí)試驗(yàn)研究，可以大大增加試驗(yàn)的可靠性。.2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅疚母鶕?jù)游蕩型河流的特點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因游蕩型河道主槽來回?cái)[動(dòng)的所以模型應(yīng)設(shè)計(jì)應(yīng)有足夠的擺動(dòng)范圍，模型選取長 15 米，寬 4 米的矩形池，結(jié)水量，模型寬度滿足試驗(yàn)要求。試驗(yàn)過程中因來水量較小，因此模型采用更為精角堰進(jìn)行測(cè)量模型的來水流量；試驗(yàn)段模型前段設(shè)置穩(wěn)水池，以減少過堰水流波道的影響，保證水流平穩(wěn)進(jìn)入試驗(yàn)段；在模型的尾端設(shè)置沉沙池，防止大量泥沙庫，造成模型來水含沙等不確定因素。詳細(xì)的模型俯視構(gòu)造圖見圖 2-1

圖 2-1 游蕩小河地形圖Fig 3Atopographic map of wandering rivers圖 2-1 為凍融試驗(yàn)前塑造游蕩小河地形圖，此地形為工況 1 初始地形，從地形圖中看，該河床洲散亂、密布，支汊流較多，符合游蕩河流河床基本特點(diǎn)。試驗(yàn)過程中以此地形為初始地形，試驗(yàn)過程中不進(jìn)行地形恢復(fù)，前一個(gè)工況結(jié)束時(shí)地形作為下一工況開始時(shí)地形。（2） 試驗(yàn)過程試驗(yàn)分別對(duì) 6 個(gè)工況進(jìn)行放水，天然河道凍結(jié)來水量減少，河道上游河岸被凍結(jié)，加之水流條件的變?nèi)�，�?dǎo)致下游的沙量減少甚至僅有少量泥沙顆粒在河床底部運(yùn)動(dòng)。加之模型選擇的觀測(cè)位置較穩(wěn)水池有一段距離，此段距離內(nèi)河床底部泥沙足以滿足該水量泥沙含量，試驗(yàn)過程中水庫中少量細(xì)顆粒泥沙被水泵帶入試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭�。考慮綜上所述原因，試驗(yàn)過程中無額外泥沙投入。試驗(yàn)時(shí)對(duì)每個(gè)來水量結(jié)束時(shí)進(jìn)行水位采集，同時(shí)進(jìn)行流場的拍攝，順?biāo)鞣较蛟谀Ｐ腿肟凇?、12、16、20 斷面以及出水口位置進(jìn)行水樣采集，并分析水體中含沙量以及特征粒徑值變化情況。模型進(jìn)出口以及各取水樣位置處架設(shè)溫度計(jì)，進(jìn)行水體溫度變化檢

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本文編號(hào)：2802571