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北江白石窑坝下河段水流特性研究
| 论文题名： | 北江白石窑坝下河段水流特性研究 |
| 关键词： | 白石窑枢纽;航道整治;水流特性;数值模拟 |
| 摘要： | 北江是珠江水系第二大河流，目前下游仅为内河Ⅴ级航道。为了适应内河水运发展需要，北江航道拟提升至Ⅲ级航道标准，计划实施北江（乌石至三水河口）217km河段Ⅲ级航道整治工程。研究白石窑枢纽至飞来峡枢纽坝间河段非恒定流特性和白石窑枢纽下游19km浅滩段整治是北江航道整治工程的两个重要组成部分。本文结合工程整治方案，应用一维及二维数学模型研究了白石窑坝下河段非恒定流、航道整治方案对通航条件的影响。 本文首先建立了北江白石窑枢纽坝下约75km河段的一维非恒定流数学模型，应用验证后的模型模拟了白石窑枢纽的两种不同日调节下泄过程，分析了该河段的非恒定流传播特性。通过分析最大平均流速、最大水面比降和时最大水位变幅，得出该河段的水流情况能满足千吨级船舶上水过滩能力要求，时水位变幅能满足船舶安全通航要求。针对白石窑枢纽按照方案二进行下泄情况下，飞来峡枢纽运行调度中无预泄、预泄12小时和预泄24小时三种方案，分析不同运行调度措施下飞来峡反调节作用对白石窑下游水流特性及通航条件的影响。 本文还建立了白石窑枢纽坝下约20km河段整治前后的二维水流数学模型，应用验证后的模型模拟分析了流量分别为98m3/s、500m3/s、1000m3/s情况下该河段整治前后的水流特性。研究结果表明随着枢纽下泄流量的增加，整治方案对水位、比降的影响逐渐减小;整治后挖槽流速较整治前略有增加;当整治流量为500m3/s时，坝下尾水不衔接段航槽流速及变动回水区航槽流速均大于泥沙(D=0.55mm)起动流速，且不低于整治前流速，基本满足挖槽稳定对流速的要求;另外，常年回水区流速总体偏小，挖槽回淤的可能性仍较大。通过分析各浅滩段和深槽段的推移质输沙率，表明整治流量为500m3/s时，变动回水区浅滩段的输沙能力略大于坝下尾水不衔接段、深槽段，有利于挖槽稳定，但常年回水区输沙能力较弱，仍存在泥沙回淤的可能。 通过白石窑坝下河段一维和二维水流数值模拟研究，表明该河段能满足千吨级航道的通航要求，工程整治方案布置合理，但常年回水区存在回淤的可能。 |
| 作者： | 李媛 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 蒋昌波;陈杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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