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原文传递 桥墩对河道演变影响的水沙联合数值模拟研究
论文题名: 桥墩对河道演变影响的水沙联合数值模拟研究
关键词: 桥墩;河道演变;数值模拟;水沙;冲刷深度
摘要: 河道内桥梁建设项目日益增多,而桥墩处河道过水断面面积减小,改变了河道的水流形态和流向,在汛期水流不能很快的向下游排洪,造成河段水面上升及河道两岸河滩的浸泡与冲刷,对河道演变和岸坡稳定等造成影响,给两岸生态及人们的生活带来不便。
  本文在充分收集牡丹江段流量,水位和水流含沙量等资料,针对研究河段建设桥梁对河道演变造成影响的实际问题,先采用理论分析计算桥墩对河道洪水面线的壅高值,然后基于MIKE21对包含分汊的研究河段进行河道演变数值模拟,在牡丹江五种洪水重现期条件下,通过对参数的率定,对研究河段的建立水动力模型模拟桥墩对流场的影响,分析河道的水位、流速、分流比及主流线变化;建立泥沙数值模型模拟桥墩对河床冲淤的影响,分析每个桥墩附近河床的冲淤状况,得到存在隐患的具体位置和潜在危害程度,为防护工程的制定提供参考。
  本文的研究结果表明,水位、流速随洪水重现期标准的提高而增大,相同洪水重现期下桥墩造成各过水断面水位升高值不同,在百年一遇洪水条件下河道中夹信子岛被淹没;桥墩对流速的影响范围随洪水重现期增大逐渐扩展到河段上游,个别桥墩附近流速显著增大,考虑水流对桥墩造成的冲蚀作用,需要对具体位置的桥墩进行维护加固;桥墩会使夹信子岛左侧分流值增大,进而使河道主流线向左侧偏移;桥墩会加剧河床的冲刷深度,应根据不同桥墩附近河床的冲刷深度对桥墩的设计和埋深进行改进,进而保证河道和桥梁的正常运行。
作者: 刘欢
专业: 水利工程
导师: 张洪雨
授予学位: 硕士
授予学位单位: 哈尔滨工程大学
学位年度: 2021
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