三峽蓄水后太平口水道灘槽演變機理及趨勢研究
發(fā)布時間：2021-12-30 14:49
太平口水道是長江中游重點礙航水道。荊州長江公路大橋橫跨其上,在靠近兩岸的南北兩汊均布設了通航橋孔,2000年左右原南汊航槽嚴重淤積,2012年后楊林磯邊灘下移擠壓北汊,這一自然變化過程與大橋通航孔設置的沖突十分明顯,隨著非設計通航橋孔防撞設施的修建,沖突有所緩解,但是未根本解決。本文開展了以下工作。第一,本文基于黎曼算子的有限體積法,應用局部時間步長技術和整體最大時間步長技術,建立了計算效率高的太平口水道水沙與河床耦合數學模型,經過了理想算例、典型水槽實驗數據和太平口水道實測流速、水位和汊道分流比的驗證。第二,本文基于沙市站水沙通量長時間系列數據,分析了三峽蓄水后太平口水道的新水沙條件特征。第三,本文應用數學模型和三峽蓄水后十余年實測數據,完整分析并成功數值模擬了三峽蓄水后太平口水道的關鍵灘槽演變與航道條件轉換過程。第四,本文基于太平口水道最新的實測地形,考慮了六種可能的未來來水來沙條件組合,研究了未來水沙條件下的可能演變趨勢,提出了整治建議。第五,本文開展了分汊河道穩(wěn)定性研究,模擬了竄溝的形成和發(fā)展過程。本文取得的主要結論如下。1)針對Sanders（2008）局部時間步長技術潛在的...
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：114 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１太平口水道地理位置及灘槽格局示意圖（Ｇｏｏｇｌｅ?Ｅａｒｔｈ）??
第１章緒論??到２００２年的建成通車，在靠近兩岸的北汊及南汊內均布設了通航橋孔，中間為??非設計通航橋孔（如圖１．２）。期間沙市河段河勢發(fā)生了較大變化，原有三八灘沖??失，新三八灘形成后，原南汊航槽嚴重淤積，新南汊主槽位于非設計通航孔。隨??后新南汊逐漸北移展寬，分流比逐漸增大，而北汊進口泥沙落淤形成楊林礬邊灘??則時常阻塞航槽。這一自然變化過程與荊州大橋通航孔設置的沖突十分明顯，隨??著非設計通航橋孔防撞設施的修建，沖突有所緩解，但是未根本解決。新三八灘??守護工程實施后，航道條件有所改善，枯水期有條件維護北汊設計主通航孔通航，??但是北汊進口航槽窄，且不穩(wěn)定，楊林礬邊灘成為礙航淺灘，而且北汊中下段也??有形成交錯淺灘的不利趨勢；南汊雖然寬，但是只能通航非設計通航橋孔，存在??安全隱患。??本文的研究目的在于三個方面：１）建立計算效率高的太平口水道水沙與河??床耦合數學模型
流量下心灘區(qū)域會沖刷出現竄溝，且竄溝的位置會發(fā)生擺動，增加灘體活動性。??然而對于三峽蓄水后順直分汊河段的心灘穩(wěn)定性研究，目前還略有不足。??竄溝的發(fā)生是天然分汊河道心灘沖淤過程的常見現象（見圖１．３）。竄溝通常??是指橫向切割心灘灘體的溝槽，在徑流的持續(xù)沖刷下發(fā)育，會對灘體的穩(wěn)定性產??生顯著影響，進而影響到周邊河勢的穩(wěn)定和整治工程的實施。目前關于竄溝的研??究成果較少，竄溝的存在常常以特征等深線的中斷為標志，如徐華等（２０１５）研??究長江澄通河段通州沙灘面竄溝時采取５?ｍ等深線中斷作為竄溝的存在標志。??竄溝的存在也有根據特征等深線的形態(tài)來判定的，如李旺生和朱玉德（２００６）研??究太平口心灘竄溝時將０?ｍ等深線的形態(tài)（如存在斜向的缺口）作為判斷竄溝??存在的依據。關于竄溝形成的可能原因以定性描述為主，已有的關于分汊河道竄??溝成因研究指出，竄溝形成可能是因為主流擺動（徐華等２０１５；李旺生和朱玉??德２００６），也有觀點認為竄溝發(fā)展是與特征流量持續(xù)時間相關（劉亞等２０１４；汪??飛等２０１５）。??圖１．３天然竄溝照片（
【參考文獻】：
期刊論文
[1]三峽工程運用后壩下游分汊型河道演變與調整機理研究[J]. 李明,胡春宏. 泥沙研究. 2017(06)
[2]三峽庫區(qū)黃花城河段泥沙淤積情況的二維數值模擬[J]. 李沛霖,肖毅,周倩倩,楊勝發(fā). 水電能源科學. 2016(09)
[3]床沙質與沖瀉質劃分方法綜述[J]. 陳槐,朱立俊,王建中,范紅霞. 泥沙研究. 2016(04)
[4]長江張家港老海壩段水動力及沖刷分析研究[J]. 張瑋,楊松,許才廣,劉杰,錢益明. 水道港口. 2016(02)
[5]Non-capacity transport of non-uniform bed load sediment in alluvial rivers[J]. CAO Zhi-xian,HU Peng,PENDER Gareth,LIU Huai-han. Journal of Mountain Science. 2016(03)
[6]長江九龍灘河段淺灘航道整治[J]. 鐘亮,周鑫靖,許光祥. 水運工程. 2015(11)
[7]三峽水庫蓄水前后沙市河段灘群演變特性分析[J]. 汪飛,李義天,劉亞,李明. 泥沙研究. 2015(04)
[8]長江上游胡家灘航道整治數值模擬研究[J]. 鐘亮,許光祥,周鑫靖. 水運工程. 2015(05)
[9]三峽水庫蓄水后長江中游分汊河道演變機理及趨勢[J]. 朱玲玲,葛華,李義天,張為. 應用基礎與工程科學學報. 2015(02)
[10]三峽水庫對長江中游牯牛沙水道的影響分析及航道整治研究[J]. 張明進,白玉川,張華慶. 水利水電技術. 2014(10)
博士論文
[1]沖積河流多重時間尺度理論與數學模擬研究[D]. 胡鵬.武漢大學 2013
碩士論文
[1]水沙變化對沙市河段河床形態(tài)影響機理研究[D]. 李二明.長江科學院 2011
本文編號：3558419
【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：114 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１太平口水道地理位置及灘槽格局示意圖（Ｇｏｏｇｌｅ?Ｅａｒｔｈ）??
第１章緒論??到２００２年的建成通車，在靠近兩岸的北汊及南汊內均布設了通航橋孔，中間為??非設計通航橋孔（如圖１．２）。期間沙市河段河勢發(fā)生了較大變化，原有三八灘沖??失，新三八灘形成后，原南汊航槽嚴重淤積，新南汊主槽位于非設計通航孔。隨??后新南汊逐漸北移展寬，分流比逐漸增大，而北汊進口泥沙落淤形成楊林礬邊灘??則時常阻塞航槽。這一自然變化過程與荊州大橋通航孔設置的沖突十分明顯，隨??著非設計通航橋孔防撞設施的修建，沖突有所緩解，但是未根本解決。新三八灘??守護工程實施后，航道條件有所改善，枯水期有條件維護北汊設計主通航孔通航，??但是北汊進口航槽窄，且不穩(wěn)定，楊林礬邊灘成為礙航淺灘，而且北汊中下段也??有形成交錯淺灘的不利趨勢；南汊雖然寬，但是只能通航非設計通航橋孔，存在??安全隱患。??本文的研究目的在于三個方面：１）建立計算效率高的太平口水道水沙與河??床耦合數學模型
流量下心灘區(qū)域會沖刷出現竄溝，且竄溝的位置會發(fā)生擺動，增加灘體活動性。??然而對于三峽蓄水后順直分汊河段的心灘穩(wěn)定性研究，目前還略有不足。??竄溝的發(fā)生是天然分汊河道心灘沖淤過程的常見現象（見圖１．３）。竄溝通常??是指橫向切割心灘灘體的溝槽，在徑流的持續(xù)沖刷下發(fā)育，會對灘體的穩(wěn)定性產??生顯著影響，進而影響到周邊河勢的穩(wěn)定和整治工程的實施。目前關于竄溝的研??究成果較少，竄溝的存在常常以特征等深線的中斷為標志，如徐華等（２０１５）研??究長江澄通河段通州沙灘面竄溝時采取５?ｍ等深線中斷作為竄溝的存在標志。??竄溝的存在也有根據特征等深線的形態(tài)來判定的，如李旺生和朱玉德（２００６）研??究太平口心灘竄溝時將０?ｍ等深線的形態(tài)（如存在斜向的缺口）作為判斷竄溝??存在的依據。關于竄溝形成的可能原因以定性描述為主，已有的關于分汊河道竄??溝成因研究指出，竄溝形成可能是因為主流擺動（徐華等２０１５；李旺生和朱玉??德２００６），也有觀點認為竄溝發(fā)展是與特征流量持續(xù)時間相關（劉亞等２０１４；汪??飛等２０１５）。??圖１．３天然竄溝照片（
【參考文獻】：
期刊論文
[1]三峽工程運用后壩下游分汊型河道演變與調整機理研究[J]. 李明,胡春宏. 泥沙研究. 2017(06)
[2]三峽庫區(qū)黃花城河段泥沙淤積情況的二維數值模擬[J]. 李沛霖,肖毅,周倩倩,楊勝發(fā). 水電能源科學. 2016(09)
[3]床沙質與沖瀉質劃分方法綜述[J]. 陳槐,朱立俊,王建中,范紅霞. 泥沙研究. 2016(04)
[4]長江張家港老海壩段水動力及沖刷分析研究[J]. 張瑋,楊松,許才廣,劉杰,錢益明. 水道港口. 2016(02)
[5]Non-capacity transport of non-uniform bed load sediment in alluvial rivers[J]. CAO Zhi-xian,HU Peng,PENDER Gareth,LIU Huai-han. Journal of Mountain Science. 2016(03)
[6]長江九龍灘河段淺灘航道整治[J]. 鐘亮,周鑫靖,許光祥. 水運工程. 2015(11)
[7]三峽水庫蓄水前后沙市河段灘群演變特性分析[J]. 汪飛,李義天,劉亞,李明. 泥沙研究. 2015(04)
[8]長江上游胡家灘航道整治數值模擬研究[J]. 鐘亮,許光祥,周鑫靖. 水運工程. 2015(05)
[9]三峽水庫蓄水后長江中游分汊河道演變機理及趨勢[J]. 朱玲玲,葛華,李義天,張為. 應用基礎與工程科學學報. 2015(02)
[10]三峽水庫對長江中游牯牛沙水道的影響分析及航道整治研究[J]. 張明進,白玉川,張華慶. 水利水電技術. 2014(10)
博士論文
[1]沖積河流多重時間尺度理論與數學模擬研究[D]. 胡鵬.武漢大學 2013
碩士論文
[1]水沙變化對沙市河段河床形態(tài)影響機理研究[D]. 李二明.長江科學院 2011
本文編號：3558419
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