鄱阳湖模型选沙试验研究

论文摘要

鄱阳湖上承赣、抚、信、饶、修五河之水,下接我国第一大河—长江。是我国现今最大的淡水湖泊。鄱阳湖流域包括赣江、抚河、信江、饶河、修河五大江河及湖周围区间来水,但随着现代化、工业化建设的快速推进,鄱阳湖水生态、水环境问题也日趋严重,原生态河湖不复存在,已严重影响江西经济社会的可持续发展。本论文对模型沙的研究概况进行了一定的总结。通过对历年鄱阳湖五河来沙的实际资料分析,初步确定了鄱阳湖湖区原型沙的特性及级配曲线。模型沙的选择在泥沙实体动床模型设计中占有重要的作用,关系到模型的河床变形相似性和泥沙运动状态,以及模型试验成果的可靠性。针对细沙河流中的动床模型设计,如果只考虑推移质运动相似是不正确的,重点应考虑悬移质运动的相似,在中、细沙河床动床模型试验中,基本相似条件为泥沙运动相似和水流运动相似。在泥沙运动相似中相关粒径比尺形式不一致,而且水流阻力是床沙粒径和水流强度的函数；它们又与水流条件有关,增加了确定泥沙粒径比尺的难度,在这种情况下,就要根据所研究问题的性质对基本相似条件有所取舍,选取主要方面作为设计依据,次要方面允许有一定的偏离。本文根据研究问题的需要,重点提出了粒径比尺的设计方法,通过这些设计方法可以基本确定出来符合相似要求的泥沙粒径比尺。运行文中的提出的模型沙粒径比尺的设计方法,初步确定选用泥沙的泥沙粒径比尺,最后通过水槽试验进行了塑料沙的起动流速试验,以d50分别为0.063、0.12、0.21、0.28mm和0.43mm的5组泥沙为例,推求出了个别动、少量动、大量动和扬动情况下塑料沙的起动流速公式,为模型选沙提供了技术保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 模型沙研究现状
• 1.2.1 常用的模型沙及其适用性
• 1.2.2 模型沙的性质
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究技术路线
• 1.4 研究目的及意义
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究意义
• 第2章 鄱阳湖泥沙流域特性分析
• 2.1 鄱阳湖概况
• 2.2 鄱阳湖流域五河来沙状况
• 2.3 泥沙粒径模拟范围
• 2.4 悬沙级配曲线
• 第3章 模型相似率及模型设计
• 3.1 水流运动相似
• 3.2 泥沙运动相似
• 3.2.1 泥沙悬移相似
• 3.2.2 起动相似
• 3.2.3 挟沙相似
• 3.2.4 河床变形相似
• 3.3 模型相似比尺
• 第4章 鄱阳湖模型选沙试验研究
• 4.1 模型沙选择的基本原则
• 4.2 模型沙的初步设计
• 4.2.1 悬移质及床沙质粒径比尺的设计
• 4.2.2 起动流速的确定
• 4.2.3 原型泥沙沉速的确定
• 4.3 试验设备及步骤
• 4.3.1 试验设备
• 4.3.2 试验步骤
• 4.4 起动流速判别标准
• 4.5 模型沙沉降特性试验
• 4.6 起动流速试验成果
• 4.6.1 起动流速公式的推导
• 4.6.2 模型选沙合理性分析
• 4.7 模型沙阻力特性试验研究
• 4.7.1 试验条件
• 4.7.2 试验成果分析
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果