本文關(guān)鍵詞：小浪底水利樞紐進(jìn)水塔群前高灘邊岸坍塌特性試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多沙河流上修建的水庫,都存在庫區(qū)淤積問題。而在黃河的干支流上修建水庫,水庫淤積問題更為嚴(yán)峻。在上游來水來沙和樞紐調(diào)度運(yùn)行的共同作用下,庫區(qū)會產(chǎn)生縱向沿程淤積,同時在壩前會形成高灘深槽的橫向淤積形態(tài)。當(dāng)它發(fā)生到泄流建筑物前的時候,一旦失穩(wěn),此時發(fā)生的坍塌淤堵比上游沿程淤積相比是急促的、迅速的和危險的。所以防止泄流建筑物前高灘深槽邊坡失穩(wěn)是非常緊迫。選擇合適的研究手段,開展泄流建筑物前高灘深槽邊坡穩(wěn)定性試驗,意義重大。高灘深槽邊坡的穩(wěn)定性對于樞紐泄水建筑物的安全運(yùn)行有重要的影響。本文以小浪底水利樞紐為研究對象,探討進(jìn)水塔前高灘深槽邊岸的穩(wěn)定性,探討在特殊急降水條件下高灘深槽邊岸坍塌的狀況以及可能采取的除險措施。該研究對多沙河流水庫的運(yùn)用實際及河流動力學(xué)的理論發(fā)展均有重大意義。本文首先進(jìn)行了陰離子交換樹脂模型沙的物理特性的試驗研究,進(jìn)行了模型沙的選取;利用小浪底水利樞紐壩區(qū)正態(tài)整體動床泥沙物理模型,進(jìn)行了模型驗證。在已經(jīng)存在高灘深槽淤積形態(tài)的基礎(chǔ)上,根據(jù)《小浪底水利樞紐攔沙后期運(yùn)用調(diào)度規(guī)程》,開展了不同降水速率的泄流拉沙試驗,觀察了塔前高灘深槽邊坡在不同降水速率時的穩(wěn)定性、滑塌狀況;研究了可以采用的防淤堵運(yùn)用措施。研究表明在庫區(qū)實際運(yùn)行最大降水速率為3m/d的條件下,塔前高灘坍塌嚴(yán)重,而且左岸坍塌更為嚴(yán)重,平均淤堵到189m,局部淤堵高度高達(dá)8m。為此進(jìn)行產(chǎn)生塔前高灘坍塌主要因素的試驗,得知水位驟降是引起塔前邊岸坍塌的主因。由于在最大降水條件下,塔前坍塌嚴(yán)重,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行塔前淤堵后拉沙試驗,研究表明,在超過允許淤沙高程時,采用先開啟明流洞、后孔板洞、再排沙洞的運(yùn)行方式,可以將塔前淤積的大部分沙拉走。泄流拉沙過程中,各孔洞排沙效率與孔洞位置、泄量緊密相關(guān),同時還與相鄰前期孔洞排沙形成的漏斗特性有關(guān),孔板洞拉沙時,沖刷效率最高。為了進(jìn)一步精細(xì)研究高灘邊坡穩(wěn)定性與降水速率、泥沙粒徑的關(guān)系,本文又利用0.8m(寬)×1.0m(高)的大型水槽,開展了高灘邊岸坍塌特性的概化水槽試驗。研究不同降水速率(0.3m/d、1m/d、4m/d和7m/d)條件下、不同中值粒徑(細(xì)沙、中沙和粗沙)對高灘邊灘坡度的影響。研究表明:泥沙休止角與泥沙堆積體的水下平衡坡度不一致,且粒徑越粗,水下平衡坡度越大;泥沙淤積體在水位降低下滑塌過程基本符合一致規(guī)律,但淤積體水上坡度和水下坡度隨時間的變化其分布不一致;隨著水位下降,粗沙和中沙坡度變化總體上沒有細(xì)沙坡度變化明顯。相對而言,細(xì)沙最不穩(wěn)定;降水結(jié)束后的最終橫向淤積形態(tài),分為爬坡段、斜坡段和反坡段。其各段上相對邊角與其相對位置呈分段函數(shù)關(guān)系。本項研究豐富了對模型沙的物理特性認(rèn)識,提出了邊坡坍塌的規(guī)律及形成機(jī)理;同時針對工程問題,回答了降水速率、泥沙粒徑與邊坡穩(wěn)定的關(guān)系,以及淤堵后的除險措施。
【關(guān)鍵詞】：小浪底水庫 模型試驗 高灘邊岸 穩(wěn)定分析 淤堵后沖刷 水槽試驗 降水速率 滑塌
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV145
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 問題的提出11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 工程概況15-16
• 1.4 研究方法及技術(shù)路線16-17
• 1.4.1 研究方法16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-17
• 1.5 主要研究內(nèi)容17-19
• 2 壩區(qū)動床模型的設(shè)計與驗證19-27
• 2.1 模型相似理論19-22
• 2.1.1 模型相似條件19-20
• 2.1.2 模型類別及幾何比尺20
• 2.1.3 模型沙選擇20-22
• 2.1.4 模型比尺總匯22
• 2.2 模型布置22-24
• 2.2.1 整體平面布置22-23
• 2.2.2 模型量測斷面及測點(diǎn)平面布置23-24
• 2.3 模型制作與測量儀器24
• 2.4 模型驗證24-27
• 2.4.1 整模型驗證試驗24-25
• 2.4.2 試驗方法25
• 2.4.3 試驗結(jié)論25-27
• 3 進(jìn)水塔群前高灘邊岸穩(wěn)定性試驗27-61
• 3.1 水位降低條件下邊坡穩(wěn)定性試驗27-40
• 3.1.1 研究思路27
• 3.1.2 試驗控制條件27-28
• 3.1.3 試驗成果28-40
• 3.1.4 成果及分析40
• 3.2 邊坡失穩(wěn)的主因試驗40-45
• 3.2.1 研究思路40
• 3.2.2 試驗試驗控制條件及方案40
• 3.2.3 試驗成果40-45
• 3.2.4 成果及分析45
• 3.3 進(jìn)水塔群前邊坡失穩(wěn)后淤堵除險試驗45-61
• 3.3.1 試驗思路45
• 3.3.2 試驗控制條件45-46
• 3.3.3 試驗過程46-47
• 3.3.4 試驗成果47-59
• 3.3.5 成果及分析59-61
• 4 高灘邊岸坍塌特性的概化水槽試驗61-97
• 4.1 研究思路61
• 4.2 試驗設(shè)計61-63
• 4.3 預(yù)備試驗63-71
• 4.3.1 沙樣63-66
• 4.3.2 水下休止角試驗66-68
• 4.3.3 加沙方法探究68-71
• 4.4 對比水下坡度試驗71-85
• 4.4.1 細(xì)沙水下平衡坡度穩(wěn)定性試驗71-79
• 4.4.2 粗沙水下平衡坡度穩(wěn)定性試驗79-82
• 4.4.3 中沙水下平衡坡度穩(wěn)定性試驗82-85
• 4.5 結(jié)果與分析85-97
• 4.5.1 試驗段各斷面的對比分析85-86
• 4.5.2 淤積過程分析86-88
• 4.5.3 最后淤積形態(tài)分析88-95
• 4.5.4 堆積體坡度變化結(jié)果與分析95-97
• 5 結(jié)論與展望97-99
• 5.1 結(jié)論97-98
• 5.2 展望98-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的項目及發(fā)表的論文情況99-101
• 科研經(jīng)歷99
• 科研成果99-101
• 致謝101-103
• 參考文獻(xiàn)103-105

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：487647