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作者：张继铭重庆交通大学

学位级别：硕士

我国西部山区河流水利资源丰富,拥有巨大的开发潜力。随着嘉陵江水利枢纽的不断修建,嘉陵江航道等级提高,承担了内河航道航运发展的重要角色,同时水电能源也得到大量利用。然而枢纽运行后,下泄水流的水沙条件将会发生变化,枢纽下游河道... 详细信息

我国西部山区河流水利资源丰富,拥有巨大的开发潜力。随着嘉陵江水利枢纽的不断修建,嘉陵江航道等级提高,承担了内河航道航运发展的重要角色,同时水电能源也得到大量利用。然而枢纽运行后,下泄水流的水沙条件将会发生变化,枢纽下游河道的河床演变会发生不同程度的改变,枢纽下游的碍航问题日益突出,成为航运安全的严重隐患。斑鸠背滩浅滩位于嘉陵江草街电站坝轴线下游约2.5km,属过渡段浅滩,由于草街枢纽的修建加之航道内采砂活动的影响,河道内水流条件发生极大变化,航道通航条件恶化。本文基于嘉陵江斑鸠背滩航道综合整治工程,利用实测的河床资料、水文资料,分析了枢纽运行后的水沙特性变化及河床变化,结合二维水沙数学模型分析了工程河段河床冲淤演变过程。通过研究斑鸠背滩浅滩碍航特性、不同方案的整治效果和方案下的河床演变情况,得到了以下结论:(1)河床演变分析表明工程河段的岸线、滩槽及航槽多年来基本稳定。由于采砂活动影响,枯水主航槽分流减小,水流挟沙能力减弱,航槽内有不同程度泥沙淤积。(2)近年来的水文资料分析得到,草街枢纽运行后汛期流量调平,较大洪水出现频率减少,枢纽下泄沙量大幅度降低,下游河床泥沙颗粒逐渐粗化。采用数值模拟对比分析了枢纽有无情况的河段河床地形变化,枢纽建成运行后,航道内有接近2km范围内的下切,下切程度较深,中碛坝附近河段深泓线有所偏移,斑鸠背滩、上碛坝边滩被冲刷,中碛坝被冲毁,通航条件恶化。(3)拟定了三种鸠背滩浅滩整治方案并进行二维水沙数学模拟研究,比较了各个方案的整治效果,并模拟了整治效果较佳的两种方案河床冲淤演变情况,分析了整治后鸠背滩浅滩的通航条件及航槽的稳定性,提出了最优的浅滩整治措施。

关键词：航道整治枢纽下游数值模拟河床演变

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枢纽下游弯曲河段“撇弯”演变特性试验研究 ——以邓家口弯道为例

枢纽下游弯曲河段“撇弯”演变特性试验研究 ——以邓家口弯道为例

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作者：郭率武汉大学

学位级别：硕士

上游大型水利枢纽建成运行后,下游河道水沙条件发生显著趋势性变化,引发了枢纽下游不同类型河段的冲刷调整,其中弯曲河段发生普遍的“撇弯切滩”现象,即冲淤调整过程中出现“凸冲凹淤”的横向调整。弯曲河段的“撇弯切滩”,可能对河段... 详细信息

上游大型水利枢纽建成运行后,下游河道水沙条件发生显著趋势性变化,引发了枢纽下游不同类型河段的冲刷调整,其中弯曲河段发生普遍的“撇弯切滩”现象,即冲淤调整过程中出现“凸冲凹淤”的横向调整。弯曲河段的“撇弯切滩”,可能对河段的防洪、航运等产生不利影响,同时,沿程不同河段弯曲段也存在“撇弯”和“切滩”两种不同的变化。显然,研究枢纽下游弯曲段“撇弯”和“切滩”发生的动力学机制,掌握其演变规律,有助于丰富和发展河流动力学学科,及时采取防止“撇弯切滩”对防洪、航运等产生不利影响的措施,具有重要的理论和实际意义。本文以长江中游簰洲湾河段邓家口弯道为研究对象,采用实测资料分析、概化物理模型试验和理论分析相结合的方法,研究了枢纽下游弯曲河段冲刷动力分布、“撇弯”发生机理及其发展趋势。论文取得的主要认识如下:(1)枢纽蓄水运行改变了枢纽下游河段来流的径流过程,最枯流量显著增加,洪峰流量减小,弯曲河段水流动力轴线曲率半径的最小值增加;枢纽下游河段来流挟沙不饱和度随着坝前蓄水位抬升和梯级水库的相继投运而逐渐提高。枢纽蓄水运行对下游河段来沙条件的影响沿程降低。(2)在进口河势调整、水沙条件发生趋势性变化的共同作用下,邓家口弯道段弯顶以上河段发生了“撇弯”,主要表现在弯顶以上河段凸岸边滩冲刷后退,凹岸深槽呈淤积态势,深泓线从凹岸侧向凸岸侧摆动;同时,“撇弯”自上而下发展,目前已经发展至弯顶处。(3)在不饱和水流的作用下,弯曲河段的累计冲刷能力与流量、挟沙力和各级流量的持续时间有关。从横向分布来看,邓家口弯曲段累计冲刷能力最大值点位于凸岸边滩滩缘处;从纵向变化看,累计冲刷能力从弯道进口开始,逐渐增加,至弯顶以下达到最大,这是邓家口弯道发生“撇弯”而不是“切滩”,且“撇弯”自上而下逐渐发展的动力学机制。(4)在河段上游来流挟沙持续不饱和,同时上游来流的最枯流量增加的影响下,邓家口弯曲河段“撇弯”演变仍会继续发展,“撇弯”的范围从弯顶以上向弯顶以下发展;试验结果同时表明,水流挟沙不饱和度的继续增加对“撇弯”现象的影响相对较小。

关键词： “撇弯” 弯曲河段凸岸边滩枢纽下游累积冲刷能力

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枢纽下游河床冲刷变形规律研究

枢纽下游河床冲刷变形规律研究

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作者：程小兵长沙理工大学

学位级别：硕士

随着枢纽建设不断增速,枢纽坝下冲刷变形相关规律研究变得越来越迫切。更好的预测枢纽建成后对河道的影响,是更好为工程建设和国民经济服务的先决条件。枢纽坝下冲刷变形,影响因素众多,相互关系复杂,以前的研究受制于各方面条件,往往将... 详细信息

随着枢纽建设不断增速,枢纽坝下冲刷变形相关规律研究变得越来越迫切。更好的预测枢纽建成后对河道的影响,是更好为工程建设和国民经济服务的先决条件。枢纽坝下冲刷变形,影响因素众多,相互关系复杂,以前的研究受制于各方面条件,往往将问题大大简化,只是考虑一两个参数的定向研究,建立估算公式,远不能满足现在工程研究要求,理论上也无法形成统一体系。因此,开展枢纽坝下冲刷变形规律研究有很大的现实意义及理论意义。本文在对国内外有关文献进行综合分析的基础上,以水槽试验为主要手段,结合一定的理论分析,着重探讨了枢纽清水下泄条件下下游推移质输沙率及其变化规律、极限冲刷深度和水位变化等内容。本文所作工作及所得主要结论如下:(1)参阅了国内外有关枢纽下游冲刷河床变形的文献资料,对枢纽下游河床变形的研究理论及计算方法进行了综合评述。(2)总结了国内外已建的十余座水库下游,不同河床组成条件下的调整规律。统计结果显示:极限冲刷深度一般不超过2～3m;比降变化较复杂,无明显规律;河宽变化与河岸组成关系密切,展宽率一般不大;床沙粗化是清水冲刷所引起床沙调整的必然,粗化既是冲刷的产物,反过来又制约冲刷,在河床调整中起支配性作用。(3)设计了详细的水槽试验方案,对不同床沙级配、不同水深条件、不同流速条件进行组合水槽试验。测得了大量的试验数据,根据这些实测数据,对水槽床沙冲刷情况进行了各种因素的影响比较和分析。(4)提出推移质输沙率变化分两个阶段,即稳定阶段和衰减阶段。提出可以预估河段输沙量变化的估算公式,该公式可以预估河段任一断面和任一时刻推移质输沙量。(5)根据沙量守恒原理得到冲刷深度估算公式,式中包括悬移质和推移质两个部分。由这两部分结合所得的公式,计算结果与实测资料吻合也良好。(6)通过水槽试验,论证了粗化层的三种类型,揭示了沙质河床粗化层厚度略大于沙波高度的机理,即底流不稳定性和沙波非恒定性。根据沙量平衡原理,从理论上导出了粗化层级配公式,并进行了验证计算。最后,提出了还有待于进一步研究的问题以及模型试验的改进建议。

关键词：枢纽下游冲刷粗化水槽实验推移质输沙率水位降落预报方法

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黄河上游段枢纽下游滩险整治技术

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水运工程 2010年第7期 94-103页

作者：范志鹏甘肃省水运管理局甘肃兰州730046

结合黄河上游乌金峡枢纽下游白银四龙至龙湾段航道整治工程,通过工程类比对黄河上游段枢纽下游典型滩险的整治技术进行了探讨,并提出了切实可行的整治措施,可以为今后黄河上游的航道整治提供参考。

关键词：黄河上游段枢纽下游航道整治整治技术

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宜昌至杨家脑河段初期冲刷发展过程与趋势的分析

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泥沙研究 2012年第6期37卷 52-57页

作者：江磊陈立孙宇飞闫霞武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

由于三峡水利枢纽蓄水拦沙作用,下游河段将发生冲刷调整。冲刷调整的沿程发展将给防洪、航运、取水等带来影响。本文依据宜昌至杨家脑河段的实测资料,对该河段蓄水后的冲刷纵向和横向发展过程以及发展趋势进行了分析。结果表明:宜昌至... 详细信息

由于三峡水利枢纽蓄水拦沙作用,下游河段将发生冲刷调整。冲刷调整的沿程发展将给防洪、航运、取水等带来影响。本文依据宜昌至杨家脑河段的实测资料,对该河段蓄水后的冲刷纵向和横向发展过程以及发展趋势进行了分析。结果表明:宜昌至杨家脑河段冲刷遵循枢纽下游河段冲刷发展的一般规律,即冲刷自上而下逐渐发展;该河段内单一的顺直河段较弯曲分汊的河段稳定,即冲刷主要集中在河段内的弯曲分汊段;目前受来水条件的限制,宜昌河段冲刷已趋于平衡,而宜都河段目前处于剧烈冲刷期,枝江河段尚未达到剧烈冲刷阶段;未来宜昌河段仍会有一定的冲刷,但是幅度不大,宜都河段将会继续冲刷,逐渐达到冲淤平衡,而枝江河段逐渐进入剧烈冲刷阶段。

关键词：枢纽下游冲刷特点发展过程趋势分析三峡工程

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汉江兴隆枢纽坝下枯水位下降成因浅析

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长江科学院院报 2023年第11期40卷 9-15页

作者：由星莹王祖卿彭翔鹏吴铮唐金武湖北省汉江兴隆水利枢纽管理局武汉430000 长江勘测规划设计研究有限责任公司武汉430010

汉江兴隆水利枢纽运行后,500~800 m^(3)/s流量下,2021年较运行前坝下水位累计下降2.47~2.55 m,对工程安全及效益发挥带来不利影响。深入研究枯水位下降成因,发现南水北调中线调水及补偿工程实施后,汉江中下游水沙条件变异,“清水下泄”... 详细信息

汉江兴隆水利枢纽运行后,500~800 m^(3)/s流量下,2021年较运行前坝下水位累计下降2.47~2.55 m,对工程安全及效益发挥带来不利影响。深入研究枯水位下降成因,发现南水北调中线调水及补偿工程实施后,汉江中下游水沙条件变异,“清水下泄”导致河床冲刷;枢纽建设致使坝下局部河势调整,深泓摆动频繁、主流线坐弯延长、过水面积及河槽容积增大;局部航道整治工程的实施促使原滩体萎缩、新主槽刷深;引江济汉补水工程增强了中枯期水流冲刷动力等,上述因素综合导致兴隆坝下枯水位显著降低。

关键词：枯水位下降河床冲刷河势调整汉江兴隆河段枢纽下游

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