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山区分汊河段水流特性及航道整治线宽度确定方法研究
| 论文题名： | 山区分汊河段水流特性及航道整治线宽度确定方法研究 |
| 关键词： | 山区分汊河段;水流特性;航道整治线;宽度确定 |
| 摘要： | 我国西南山区分布着大量分汊河流，分汊河道作为一种特殊的河流形态，河床地形与水流特性较单一河道有明显的差异，使河段水流条件变得更加复杂，对船舶通航以及行洪产生不利影响。山区分汊河流普遍存在航道等级低、枯水期通航能力差的问题，亟需开展航道整治研究，航道整治线宽度作为整治工程中最重要的设计参数，直接决定整治工程的质量，因此建立山区分汊河段航道整治线宽度的计算方法十分重要。本文采用理论分析与数值模拟相结合的研究方法，取得以下成果： （1）通过对研究河段开展平面二维水流数值模拟，得出了山区分汊河段分流比与流量间的变化规律：分流比与流量呈对数分布关系，流量对分流比的影响会随流量增加逐渐减弱，分流比曲线趋向于某一定值，分流比基本不再发生改变，流量不再是分流比变化的影响因素。 （2）通过对研究河段各分区的流速、水位分析，得出了山区分汊河段的水流特性：分流区总体上流速梯度小，汊道进口处流速梯度较大形成高速区，江心洲附近形成低速滞留区；分流区流速沿程减小，至江心洲附近降到最小值，流速下降幅度随流量增大而增大；分流区水位变化微弱，汊道进口处水位有所波动。分汊区汊道流速特性主要受江心洲形态影响，江心洲靠近岸边的情况下，较窄一侧的汊道流速与水面比降变化大。汇流区的水流特性与分流区水流特性基本相同。 （3）引入主支汊流量比，结合平滩河宽、平均水深、河床比降、平均流速等因素，构建了山区分汊河段航道整治线宽度的计算公式，通过最小二乘法得出所建立公式的参数，通过线性回归分析对建立的航道整治线宽度计算公式与水力学公式法、流量—比降公式法进行比较，表明所建立的分汊河段航道整治线宽度的计算公式精度更高。 （4）从分汊河段形态特性与水流条件确定了研究河段枯水期的通航汊道。确定了研究河段的设计水位与整治水位，得出了各整治水位确定方法的特点及适用性。将本文建立的航道整治线宽度计算公式与常用整治线宽度公式计算值进行分析比较，表明本文提出的航道整治线宽度计算公式可用于研究河段整治参数计算。 （5）以本文构建的航道整治线宽度计算公式为基础，拟定了郁江桥区分汊河段航道整治方案，应用二维水流数学模型分析预测航道的稳定性，数值模拟结果表明航道整体稳定性良好，证明在山区分汊河段航道整治工程中引入主支汊流量比的航道整治线宽度确定方法可行，能为类似工程提供参考。 |
| 作者： | 尤宏俊 |
| 专业： | 水利工程;港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 倪志辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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