江西省抚河拟改道后青岚湖区泥沙淤积数值模拟研究

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抚河、青岚湖位于江西省东部,同属于鄱阳湖流域。抚河改道工程实施后,青岚湖的河湖关系发生根本改变,在改道下游将会形成典型的展宽入湖河道,原抚河内全部泥沙将经由青岚湖向下游输送,这必然会在青岚湖内产生大量泥沙淤积,改变青岚湖形态。根据河工模型试验的结果,在河道的沿程淤积调整过程中容易出现堤式淤积,点坝、顺坝等淤积形态,还会出现切滩,河道摆动等现象。本论文主要利用数值模拟的方法对青岚湖区淤积调整过程中可能出现的现象进行模拟。首先,本文基于Mike软件建立二维水流数学模型,并依据实测水文资料对模型的水位、断面流速分布进行了率定验证;其次,利用所建二维水流数学模型对改道工程实施前后研究区域的水流条件进行了模拟,分析了改道前后研究区域的水位、流速情况;最后,利用所建二维水流数学模型耦合其中泥沙模块,基于长系列年水沙条件和典型工况条件对改道工程实施后青岚湖区的泥沙淤积进行了模拟,并对泥沙淤积发展过程以及淤积前后水流条件变化进行了分析。得到以下结论:(1)所建模型模拟近似度较高,可以对研究区域的水流以及泥沙淤积过程进行数值模拟。(2)改道工程实施后,改道河段上游抚河河段水位有不同程度的降低,而青岚湖区水位普遍壅高,青岚湖区及改道段上游流速增大,改道段上段流速大于下段流速;河洪工况下研究区域水位流速变化明显,湖洪工况下水位流速变化情况与河洪工况一致,变幅有所减小。(3)青岚湖区的淤积发展过程主要表现为自上而下发展;青岚湖颈部淤积过程中河槽单一,青岚湖腹部淤积较为复杂出现了分汉、河道摆动等现象;淤积后高程基本与水位持平;淤积后青岚湖区水位整体抬高,比降略有增大,受到河床束窄的影响湖区内流速整体增大;此外,淤积过程中,心滩的出现致使河道断面阻力分布不均,在心滩上游一定范围内河道水位不断抬升,比降减小,出现壅水现象,流速不断减小,促使河道向心滩两侧分流。根据数值模拟结果与河工模型试验结果对比发现:青岚湖区的淤积发展过程基本一致,青岚湖颈部河槽单一,腹部出现分汊、河槽摆动等现象,说明Mike二维水沙计算可近似模拟出河道在淤积调整过程中的分汊、河槽摆动等现象。
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