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丁坝的造床作用研究

作　者: 韩玉芳
导　师: 陈志昌
学　校: 南京水利科学研究院
专　业: 港口海岸及近海工程
关键词: 丁坝回流长度冲刷动床试验端坡坡度往复流
分类号: TV863
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

丁坝是一种广泛应用的建筑物，已有的研究成果多是从定床恒定流水槽试验中得到的。本文从实际工程中比较关心的问题出发，在已有的研究成果基础上，运用动床水槽试验和数值模拟的方法从以下几个方面对对丁坝的造床作用进行了深入的研究。丁坝的回流尺度是反映丁坝造床作用的一项重要指标，具有重要的工程应用价值。应用控制体积法建立了二维水流数学模型，运用已有的试验数据和数值计算的结果分析了在丁坝回流尺度试验室结果和实际认识之间存在的差异的原因，进一步明确了实际工程中丁坝的作用强度，使试验结果更好地应用于工程实际。通过丁坝的冲刷试验研究了丁坝对流场和河床调整的动态过程，分析了河床的调整对流场变化的反馈作用，以及这种动态变化对丁坝作用强度的影响。丁坝坝头的局部冲刷对丁坝的整治效果产生不利影响。丁坝局部冲刷试验中端坡坡度m=0～6。试验结果表明合适的端坡坡度和护底形式能有效的限制冲刷坑的发展。根据试验资料得出了丁坝端坡坡度和局部冲刷坑最大深度的经验关系式，并对实际工程中丁坝的合理端坡设计提出了建议。潮汐河口的动力条件有其特殊性。通过往复流动床试验探讨了潮流条件下丁坝的作用特点，并对潮汐河口航道整治的规律性进行了探讨，给出了潮汐河口航道治导线沿程放宽率公式。依据丁坝造床作用的一般原理对潮汐河口宽浅河床的丁坝群工程布置形式进行对比试验研究，提出了天然河床深水区和浅水区丁坝群布置的原则，深化和强调了丁坝造床作用的工程应用价值。最后结合丁坝造床作用的一般原理和工程实例讨论了丁坝作为整治工程建筑物应该注意的几个问题。

全文目录

前言  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章丁坝的作用研究综述  10-24
  1.1 丁坝的种类和作用  10-11
  1.2 丁坝研究概述  11-20
  1.3 本文的主要研究问题和出发点  20-22
  参考文献  22-24
第二章丁坝对流场的作用  24-46
  2.1 丁坝近体水流结构的研究方法  24-33
    2.1.1 概述  24-25
    2.1.2 数学模型介绍  25-33
  2.2 丁坝的作用强度  33-37
    2.2.1 丁坝近体的水流结构  33-35
    2.2.2 丁坝的作用强度  35-37
  2.3 丁坝回流长度和宽度研究的工程意义  37-43
    2.3.1 丁坝回流尺度  37
    2.3.2 回流尺度研究在实际工程中的应用  37-43
  2.4 本章小结  43-44
  参考文献  44-46
第三章丁坝群作用下河床的调整过程  46-70
  3.1 丁坝群引起的河床的调整  46-48
  3.2 试验研究  48-52
    3.2.1 模型试验仪器设备  48-50
    3.2.2 模型试验研究内容  50-52
  3.3 单丁坝作用下河床的调整过程  52-59
    3.3.1 单丁坝作用下流场的变化  52-56
    3.3.2 单丁坝作用下河床的调整  56-59
  3.4 丁坝群作用下河床的调整过程  59-62
    3.4.1 丁坝群作用下流场的变化过程  59-61
    3.4.2 丁坝群作用下河床的调整过程  61-62
  3.5 其它一些影响因素  62-67
    3.5.1 坝头边坡对局部冲刷的影响  62-65
    3.5.2 护底形式对河床调整过程的影响  65-67
  3.6 本章小结  67-68
  参考文献  68-70
第四章潮汐往复流条件下丁坝群的作用特点  70-80
  4.1 潮汐河口水流特性  70-71
  4.2 潮汐往复流条件下丁坝局部冲刷的特点  71-73
    4.2.1 局部冲刷坑的平面形态  71-72
    4.2.2 最大冲刷深度  72-73
  4.3 往复流作用下丁坝引起的河床调整过程  73-75
  4.4 潮汐河口治导线宽度的沿程放宽率  75-78
  4.5 本章小结  78-79
  参考文献  79-80
第五章丁坝群在调整潮汐河口宽浅河床地形中的作用  80-98
  5.1 试验条件和试验方案  80-83
    5.1.1 试验条件  80-81
    5.1.2 模型比尺  81-82
    5.1.3 试验方案  82-83
  5.2 丁坝群作用分析  83-93
    5.2.1 单侧丁坝群的作用  83-87
    5.2.2 双侧丁坝群的作用  87-89
    5.2.3 不同放宽率试验  89-92
    5.2.4 主要结论  92-93
  5.3 丁坝群的造床作用综合分析  93-96
    5.3.1 坝区流场的主要特征  93
    5.3.2 丁坝造床作用的主要特征  93-94
    5.3.3 工程实例分析  94-96
  5.4 本章小结  96-97
  参考文献  97-98
第六章结论与展望  98-100
  6.1 结论  98-99
  6.2 展望  99-100
作者在攻读博士学位期间的主要研究成果  100-101
致谢  101

丁坝的造床作用研究

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