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山区河流上下双丁坝冲刷机理研究
| 论文题名： | 山区河流上下双丁坝冲刷机理研究 |
| 关键词： | 上下双丁坝;水毁机理;冲刷坑;挑角形式;清水动床试验 |
| 摘要： | 水利工程中丁坝是最主要的河道整治建筑物，能够缩短过水断面宽度，加速水流对河床的冲刷从而拓宽通航水深，同时能降低河岸水流流速，降低近岸水流能量避免河岸遭受过度淘刷损坏，以此实现维护岸坡稳定的目标。为了达到整治效果、有效控制河道整治线和减缓丁坝水毁，山区河流多数情况布置的是上下双丁坝或者丁坝群。以往对丁坝的研究多以单丁坝为主，因此，对上下双丁坝水毁机理的研究是非常有必要的。 本论文以交通部科技项目“长江上游航道整治建筑物水毁机理及预防监测技术”为依托进行研究。对上下双丁坝结构的水毁机理、双丁坝坝区附近水流特性及双丁坝坝头冲刷坑深进行了描述。本论文结合以往学者对单丁坝水毁特性的研究，通过长江上游已经存在的典型双丁坝水毁资料设计出了2种坝长比、2种挑角形式、3种坝间距和3种流量的工况，通过排列组合组成二十二组工况进行清水动床试验，通过优化分析选择最为实用且整治效果最好的试验方案。 通过水槽概化模型试验和对试验结果的理论分析，论述了多种工况时上下双丁坝的水毁过程和水毁体积。绘制了不同坝长比、不同坝间距和不同流量等情况下，最后的冲淤平衡等值线图。以图的形式分别记录上丁坝与下丁坝坝头冲坑衍生过程，从图中能够清楚地观察到冲刷坑长度和宽度随时间的变化规律。对取得的试验结果与以往单丁坝的试验结果进行对比，分析上下双丁坝之间的掩护效果。由于在山区河道中修建丁坝后，丁坝附近水流的挟沙力将发生较大变化，所以本文还对上下双丁坝对水流挟沙力的影响作了简要分析。 丁坝的水毁主要是坝头的水毁，而坝头水毁主要是由于坝头冲刷坑所致，所以从理论探索坝头冲刷坑公式是很有必要的。采用量纲分析法和最小二乘法对试验数据进行多元线性回归分析，分别推导出适用于山区河流散抛石上丁坝和下丁坝冲刷坑深度的计算公式，归纳总结双丁坝两者冲坑深度间的相互作用关系，为工程实践提供理论依据。 |
| 作者： | 杜飞 |
| 专业： | 水利工程；水力学及河流动力学 |
| 导师： | 王平义 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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