庫尾非均勻流卵礫石輸移特性研究.pdf

1、通過對(duì)長(zhǎng)江三峽變動(dòng)回水區(qū)的調(diào)研情況及收集到的實(shí)測(cè)資料顯示，變動(dòng)回水區(qū)末端段河床質(zhì)組成以卵礫石夾砂為主，在消落期出現(xiàn)的礙航特性主要由卵礫石推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)造成。由于三峽庫尾長(zhǎng)期遇到卵石灘群再造過程的礙航問題，這對(duì)庫尾段的航運(yùn)造成很大影響，而三峽工程修建是重要功能之一就是航運(yùn)，所以很有必要對(duì)庫尾水流條件下的卵石輸移特性進(jìn)行研究。
　　本文以國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“三峽水庫變動(dòng)回水區(qū)末端段航道治理研究(2012BAB05B03)”里的

2、“三峽水庫末端段泥沙輸移規(guī)律研究”專題為研究背景，通過室內(nèi)水槽試驗(yàn)為解決三峽庫區(qū)末端長(zhǎng)期遇到的卵石輸移造成的礙航問題提供理論基礎(chǔ)依據(jù)。
　　本文在研究非均勻流卵礫石輸移特性過程中，在以往研究方法的基礎(chǔ)上，做了兩種新的嘗試。首先在輸沙率測(cè)量的技術(shù)上，運(yùn)用了圖像識(shí)別的方法測(cè)量輸沙率。其次，在以往的一次放水試驗(yàn)僅在尾部測(cè)量一組輸沙率的基礎(chǔ)上，選擇了一種水流條件下一次性的測(cè)量幾個(gè)斷面輸沙率，初步得出非均勻水流條件下的卵礫石輸移的沿程變化特

3、性。
　　通過非均勻流下的卵礫石輸移水槽試驗(yàn)，主要得出了以下幾個(gè)結(jié)論:
　　首先，基于圖像識(shí)別來測(cè)量水槽試驗(yàn)的沿程斷面輸沙率的方法，具有對(duì)試驗(yàn)過程中水流無干擾、數(shù)據(jù)采集較方便、簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)，這相對(duì)于以往對(duì)泥沙輸沙率的研究方法而言，測(cè)量結(jié)果更為接近實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
　　其次，根據(jù)水槽試驗(yàn)過程觀測(cè)得出，在庫尾非均勻流下的卵礫石輸移，隨著水深沿程的增加，水流的非均勻性逐漸增大，水流強(qiáng)度逐漸減小，從而導(dǎo)致整個(gè)泥沙的輸移量沿

4、程越來越小。當(dāng)水流強(qiáng)度低于0.026時(shí)，卵礫石不再向前運(yùn)動(dòng)，從而開始淤積形成卵礫石沙堆。
　　隨著卵礫石淤積的位置向下游發(fā)展，回水影響的范圍逐漸向上游延伸，沿程水流非均勻性也逐漸增大，卵礫石向下游淤積的速度也越來越緩。
　　最后，水槽試驗(yàn)數(shù)據(jù)與已有推移質(zhì)公式對(duì)比，根據(jù)已有的相近的輸沙率公式結(jié)構(gòu)形式，結(jié)合水槽試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，擬合得出含有非均勻系數(shù)α（α=H/H0，H為非均勻水流條件下的水深，H0為均勻流態(tài)下的正常水深）的適合于非