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不同库型水库汛期泥沙冲淤影响分析

作　者: 胡艳
导　师: 郭维东
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 泥沙冲淤 数值模拟 水库库型
分类号: TV145
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


水库泥沙问题是影响水库使用寿命的核心问题，泥沙冲淤规律的研究一直是水利工作者不断探索解决的问题，多年来泥沙淤积的研究已从定性向定量转变，但水库库型及运用方式与库区泥沙冲淤规律之间的关系研究较少。本文重点研究不同库型、控制水位、泥沙粒径对库区泥沙冲淤的影响，并以白石水库为例验证洪水过程库区泥沙冲淤数值模拟。泥沙运动复杂，影响因素较多，早期多是通过物理模型进行的研究。随着计算机技术的发展，数值模拟的方法越来越得到广泛的应用。本次研究采用MIKE21软件中的水动力模块与泥沙模块进行库区泥沙数值模拟计算，并进行结果分析。本课题的主要研究内容及结论为：(1)将我国大(Ⅰ)型水库依地形、地貌概化为河道型、湖泊型、分支型、混合型，分别对不同工况下的泥沙冲淤情况进行了数值模拟，分析了库型、控制水位及不同泥沙粒径对泥沙冲淤过程的影响。结果表明：水库库型对库区内流速、流量、峰顶输沙率、峰顶时间有一定的影响；泥沙粒径是库区输沙率、冲刷强度、淤积厚度的影响因素；水库下游控制水位与洪峰流量、沙峰、悬移质浓度具有一定的相关性；同时，库区内洪峰流量、峰顶输沙率、最大悬移质浓度不同步。(2)以白石水库为例进行精准的洪水过程真实模拟，分析库型、运行方式对泥沙冲淤过程的影响。结果表明：白石水库沙峰滞后洪峰；库区弯道处，凹岸库底冲刷、凸岸库底淤积；水库抬高防洪限制水位的可行性；同时验证库型对库区泥沙冲淤的影响规律。

全文目录


摘要  9-10
Abstract  10-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 研究背景  11
  1.2 水库泥沙研究的成就和进展  11-15
    1.2.1 水库泥沙理论基础  11-12
    1.2.2 水库排沙的发展  12-13
    1.2.3 水库泥沙数学模型  13-15
  1.3 本文研究的主要内容及方法  15-16
  1.4 技术路线  16-17
第二章 数学模型的建立  17-25
  2.1 MIKE 21 软件概况  17
  2.2 水动力模型  17-21
    2.2.1 模型的定义  17-18
    2.2.2 建立网格  18-19
    2.2.3 定解条件  19
    2.2.4 主要参数设置  19-21
    2.2.5 水工结构物  21
    2.2.6 输出结果  21
  2.3 水沙模型  21-24
    2.3.1 模型的定义  21-22
    2.3.2 主要参数设置  22-23
    2.3.3 定解条件  23
    2.3.4 地貌演化模块  23-24
    2.3.5 结果输出  24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 水库库型对泥沙冲淤的影响分析  25-53
  3.1 水库概况及模型概化  25-29
    3.1.1 水库概况  25-28
    3.1.2 模型概化  28-29
  3.2 模拟方案及模型验证  29-30
    3.2.1 数值模拟方案  29-30
    3.2.2 模型验证  30
  3.3 不同库型水库的模拟与结果分析  30-52
    3.3.1 河道型水库的模拟与分析  30-38
    3.3.2 湖泊型水库的模拟与分析  38-41
    3.3.3 分支型水库的模拟与分析  41-45
    3.3.4 混合型水库的模拟与分析  45-49
    3.3.5 不同库型水库的泥沙冲淤对比分析  49-52
  3.4 本章小结  52-53
第四章 白石水库泥沙冲淤数值模拟分析  53-73
  4.1 白石水库概况  53-60
    4.1.1 工程位置  53-54
    4.1.2 水文  54-58
    4.1.3 泥沙分析  58-60
  4.2 数值模拟方案  60
  4.3 数学模型的建立  60-62
    4.3.1 数值模拟区域  60-61
    4.3.2 定解条件  61
    4.3.3 模型主要参数设置  61-62
  4.4 模型验证  62-63
  4.5 模拟结果分析  63-72
    4.5.1 方案一模拟结果分析  63-65
    4.5.2 方案二模拟结果分析  65-72
  4.6 本章小结  72-73
第五章 结论与展望  73-74
  5.1 全文总结  73
  5.2 有待进一步研究的问题  73-74
参考文献  74-76
附录  76-82
致谢  82-83
攻读学位期间发表文章  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利工程基础科学 > 泥沙动力学、河流动力学 > 水库泥沙
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