山区河流弯曲分汊浅滩整治技术研究

论文摘要

弯曲分汊浅滩在山区河流中广为分布,是碍航的主要滩型。水沙运动规律、挖槽水流特性、挖槽不同断面形式对推移质运动的影响是山区弯曲分汊浅滩整治技术的基础性问题,国内外许多学者对此进行了研究。到目前为止,能反映天然山区河流弯曲分汊浅滩水沙运动规律、挖槽稳定性特性的成果较为鲜见。所以开展山区河流弯曲分汊浅滩整治技术的研究,具有重要理论意义和工程适用价值。本文收集了弯曲分汊类浅滩国内外的研究资料及典型滩险-铜鼓滩整治方案、整治效果,通过理论分析和模型试验等手段,系统的分析了山区河流弯曲分汊浅滩的水沙运动规律、不同挖槽断面形式的稳定性、分汊浅滩治理措施等。首先,通过理论分析,得到山区弯曲分汊河段弯道放宽率β=1时,横比降由弯道进口沿程逐渐增大,到达弯顶附近,横比降达到最大值,再向下游又逐渐减小。当β较大时,最大横比降的位置一般出现在弯道进口至弯顶段。其次,通过对挖槽水流特性分析、挖槽断面形式对推移质运动的影响研究,结合到铜鼓滩挖槽效果,得到挖槽断面宽深比B/H=17.8～21.5时输沙强度较大,新开航槽宜采取窄深型断面型式。再次,物理模型对铜鼓滩整治方案研究成果表明,弯曲分汊浅滩新开碛槽宜采取基建性航槽疏浚与筑坝相结合的枯水整治方法。疏浚的同时,在江心修建顺坝、碛头坝,弯曲汊道内修建潜坝、丁坝等整治建筑物,增加碛槽分流比,增强碛槽输沙能力;可在碛槽内筑坝束水攻沙以维护挖槽稳定。最后,挖槽稳定性研究成果表明,山区弯曲分汊浅滩水沙运动条件复杂,整治流量下满足挖槽稳定性要求的槽内流速宜为1.1～1.3Vc。推移质起动流速公式可采用寸滩指数流速公式,计算粒径可取天然床沙的粒径D50。。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究工作的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究工作内容和方法
• 1.3.1 研究工作内容
• 1.3.2 研究工作方法
• 第二章 弯曲分汊浅滩卵石运动及碍航特性
• 2.1 弯曲分汊浅滩概况
• 2.2 弯曲分汊浅滩水流及卵石运动规律
• 2.2.1 弯曲分汊浅滩水流特性
• 2.2.2 弯曲分汊浅滩卵石运动规律
• 2.3 弯曲分汊浅滩碍航特性
• 第三章 挖槽稳定性研究
• 3.1 挖槽水流特性分析
• 3.1.1 垂线流速分布
• 3.1.2 紊动强度分布
• 3.2 挖槽横断面型式对卵石推移质运动的影响
• 3.2.1 Einstein 推移质输沙率公式
• 3.2.2 紊动强度对泥沙运动的影响
• 3.2.3 挖槽横断面型式对推移质输沙率大小的影响
• 第四章 铜鼓滩航道整治研究
• 4.1 铜鼓滩滩险概况
• 4.2 模型试验研究
• 4.2.1 模型设计、制作与验证
• 4.2.2 水流特性试验
• 4.2.3 整治方案总体设计
• 4.2.4 整治方案研究思路
• 4.3 右槽类方案试验
• 4.3.1 右槽整治原则
• 4.3.2 右槽设计方案1
• 4.3.3 右槽修改1 方案
• 4.3.4 右槽修改2 方案
• 4.3.5 右槽修改3 方案
• 4.3.6 右槽修改4 方案
• 4.3.7 右槽修改5 方案
• 4.3.8 右槽整治方案小结
• 4.4 左槽类方案试验
• 4.4.1 左槽方案整治原则
• 4.4.2 左槽设计方案1
• 4.4.3 左槽修改1 方案
• 4.4.4 左槽修改2 方案
• 4.4.5 左槽修改3 方案
• 4.4.6 左槽修改4 方案
• 4.4.7 左槽修改5 方案
• 4.4.8 左槽修改6 方案
• 4.4.9 左槽修改7 方案
• 4.4.10 左槽修改8 方案
• 4.4.11 左槽整治方案小结
• 4.5 整治方案及实施过程
• 4.6 治理效果
• 4.6.1 工程效果评价
• 4.6.2 整治方案合理性分析
• 第五章 弯曲分汊浅滩整治技术总结
• 5.1 通航整治汊道的选择
• 5.2 新开碛槽的整治技术
• 5.3 新开航槽设计
• 5.3.1 挖槽平面布置
• 5.3.2 挖槽横断面设计
• 5.4 挖槽稳定性要求
• 5.4.1 挖槽稳定性的一般要求
• 5.4.2 弯曲分汊新开碛槽挖槽内流速控制指标
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果