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库区急滩整治措施-潜坝群水流特性研究
| 论文题名： | 库区急滩整治措施-潜坝群水流特性研究 |
| 关键词： | 库区急滩;航道整治;群潜坝成缓;水流特性;亚格子紊流模型 |
| 摘要： | 长江作为水运交通的第一大交通要道，是连接西南、华中、华东三大经济区的重要纽带，维护其航道稳定以及船舶航行的安全是国家重点关注的问题。长江三峡—葛洲坝两坝间河段是长江干线航道的重要组成部分，河段间水流流态紊乱，河势险峻，水流湍急，多处滩险集浅、险、急的特点，不利于船舶航行以及航道运输业的发展。从当前的研究成果看出，传统库区急滩整治手段效果不理想，因此，本文提出采用“群潜坝成缓”的方法进行库区急滩整治，对丰富两坝间航道整治的手段，提高水运效益等具有重要意义。 本文采用Smagorinsky亚格子紊流模型、概化水槽试验，对潜坝周围水流特性进行试验和分析，研究了单潜坝、群潜坝坝后缓流区宽度的影响因素，得到以下主要结论: (1)潜坝对水流产生阻挡作用，在坝后形成明显的缓流区，船舶可借助缓流区自航上滩。坝后缓流区的范围大小，与潜坝坝体形态、水流特性密切相关。 (2)通过大量的单潜坝水槽试验和三维数值模拟分析，发现潜坝淹没度、束窄率是坝后缓流区宽度的主要影响因素，而水流傅汝德数对缓流区宽度的影响不明显;缓流区宽度与淹没度呈负指数关系，与束窄率则呈正线性关系。坝后流速减小率随潜坝淹没度增加而减少，随束窄率的增加而减少，小傅汝德数时坝后流速减小率相差不大，大傅汝德数时坝后流速减小明显。据此初步建立了缓流区宽度与淹没度、束窄率、距坝位置等的关系式。 (3)通过单因素分析，总结了潜坝坝项溢流比与淹没程度和束窄率的关系，得到了坝项溢流比与淹没程度和束窄率的初步关系式。 (4)经单坝、双坝和三坝试验和数值分析，发现第一条潜坝的缓流区宽度并不随潜坝数量、间距的变化而改变，但对缓流区内流速减小率影响明显;研究表明，当潜坝间距为3～6倍潜坝坝长时，潜坝附近表面水流状态最稳定。 (5)潜坝下游再增设潜坝后，上下游水位差有所减小，但在潜坝间距为3～6倍坝长时上下游水位差最小;当同间距布置三条潜坝时，首坝上游水位壅高大于双潜坝情况，而坝后最大跌水相差不大。 |
| 作者： | 刘辛愉 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 许光祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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