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枢纽下游河床冲刷变形规律研究

作　者: 程小兵
导　师: 蒋昌波；李一兵
学　校: 长沙理工大学
专　业: 水力学及河流动力学
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
分类号: TV147
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 102次
引　用: 1次
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第一章绪论  8-16
  1.1 概述  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-14
  1.3 研究存在的问题  14
  1.4 本文研究内容  14-16
第二章枢纽下游河床调整过程  16-31
  2.1 纵剖面调整  16-22
  2.2 河宽变化和断面形态的调整  22-24
  2.3 床沙级配的调整  24-28
  2.4 坝下水位降落  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章坝下清水冲刷试验  31-43
  3.1 实验目的及内容  31-32
  3.2 实验装置  32
  3.3 实验组次及数据采集  32
  3.4 水槽实验过程  32-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章枢纽下游河床冲刷变形计算  43-64
  4.1 推移质输沙率及其变化  43-50
  4.2 冲刷深度估算  50-55
  4.3 水位变化估算  55-61
  4.4 冲刷深度及水位预报估算计算步骤  61-62
  4.5 本章小结  62-64
第五章结论与展望  64-66
  5.1 结论  64
  5.2 展望  64-66
参考文献  66-69
致谢  69-70
附录A（攻读学位期间发表论文目录）  70
附录B （攻读学位期间参与课题目录）  70

枢纽下游河床冲刷变形规律研究

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