河道冲淤情况下分流分沙模式初步研究

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河道分流是冲积河道中一种常见的形式,江心洲、江心滩可以引起河道分流,而分水道、引水渠也是一种常见的河道分流形式。目前,在对河道分流的认识与治理开发上虽取得了不少成绩,但随着社会经济的发展,人们对分流河道演变规律的认识与治理要求越来越高,随着人类对河流改造活动的加剧,河道的水沙条件可能发生急剧的改变,这些变化有可能使分流分沙的缓慢变化加剧,甚至改变原来的分流规律,许多研究者对分流分沙进行了较深入的研究,并能较好地解决了工程实际问题。然而,这些研究基本上都忽略了分流口附近水流结构因支流的引水而发生改变,特别是在河道发生了一定的冲淤变化后,这些变化更加变得复杂。当干流河道发生冲淤后将引起河流系统中的水、沙、河床之间相互关系的改变,这将会进一步导致其分流分沙规律的改变,因此对河道发生冲淤变化后的分水分沙问题的研究将对工程与生产实践具有重大的指导意义,同时也具有较大的理论意义。 根据这个主题全文主要讨论了以下三个方面。 第一部分是河道冲淤对水位变化情况的分析。该部分主要是分析和总结不同特点河道中冲淤变化与水位升降之间的关系。通过一定概化处理,分类计算河道冲淤对水位变化的影响,初步分析了不同断面形态及不同冲淤幅度情况下河道水位的变化规律,此外还通过分析水库下游的分流河道演变特性,为进一步分析分流河道发生冲淤变化后分流分沙的变化情况。 第二部分主要是从干流的冲淤变化来对河道的分流分沙进行初步的研究。由于干流的冲淤改变了分流道河底相对高程,从而改变了分流道的分流分沙,而在这方面的有关研究很少,特别是在三峡水利工程建成后,因其下游河道将经历先冲后淤的一段很长的过程,这将改变三口的分流分沙的发展,故而影响到江湖关系以及防洪策略。该部分主要是根据水力学及河流动力学的基本原理,考虑了坎高相对变化和河床冲淤与水位下降的关系,建立了河道发生冲淤变化后的分流分沙计算公式,通过概化水槽对公式进行了合理性分析及用荆江裁弯后的实测数据对公式进行了初步的验证,以外还对不同断面形态河段的分流分沙计算公式进行了初步的探讨。 第三部分是工程应用。该部分对取水口位于荆江河段的引江济汉工程分流道淤积进行计算,计算考虑了三峡水库运行后的荆江河道的冲淤,并应用了本文提出的分流分沙模式,根据计算结果修改了公式的参数,使模型在运用上能够满足工程要求。
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