樞紐下游河床沖刷變形規(guī)律研究.pdf

1、隨著樞紐建設(shè)不斷增速，樞紐壩下沖刷變形相關(guān)規(guī)律研究變得越來越迫切。更好的預(yù)測(cè)樞紐建成后對(duì)河道的影響，是更好為工程建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)的先決條件。樞紐壩下沖刷變形，影響因素眾多，相互關(guān)系復(fù)雜，以前的研究受制于各方面條件，往往將問題大大簡(jiǎn)化，只是考慮一兩個(gè)參數(shù)的定向研究，建立估算公式，遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)在工程研究要求，理論上也無法形成統(tǒng)一體系。因此，開展樞紐壩下沖刷變形規(guī)律研究有很大的現(xiàn)實(shí)意義及理論意義。 本文在對(duì)國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析

2、的基礎(chǔ)上，以水槽試驗(yàn)為主要手段，結(jié)合一定的理論分析，著重探討了樞紐清水下泄條件下下游推移質(zhì)輸沙率及其變化規(guī)律、極限沖刷深度和水位變化等內(nèi)容。本文所作工作及所得主要結(jié)論如下： (1)參閱了國內(nèi)外有關(guān)樞紐下游沖刷河床變形的文獻(xiàn)資料，對(duì)樞紐下游河床變形的研究理論及計(jì)算方法進(jìn)行了綜合評(píng)述。 (2)總結(jié)了國內(nèi)外已建的十余座水庫下游，不同河床組成條件下的調(diào)整規(guī)律。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：極限沖刷深度一般不超過2～3m；比降變化較復(fù)雜，無明顯規(guī)

3、律；河寬變化與河岸組成關(guān)系密切，展寬率一般不大；床沙粗化是清水沖刷所引起床沙調(diào)整的必然，粗化既是沖刷的產(chǎn)物，反過來又制約沖刷，在河床調(diào)整中起支配性作用。 (3)設(shè)計(jì)了詳細(xì)的水槽試驗(yàn)方案，對(duì)不同床沙級(jí)配、不同水深條件、不同流速條件進(jìn)行組合水槽試驗(yàn)。測(cè)得了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)水槽床沙沖刷情況進(jìn)行了各種因素的影響比較和分析。 (4)提出推移質(zhì)輸沙率變化分兩個(gè)階段，即穩(wěn)定階段和衰減階段。提出可以預(yù)估河段輸沙量變化

4、的估算公式，該公式可以預(yù)估河段任一斷面和任一時(shí)刻推移質(zhì)輸沙量。 (5)根據(jù)沙量守恒原理得到?jīng)_刷深度估算公式，式中包括懸移質(zhì)和推移質(zhì)兩個(gè)部分。由這兩部分結(jié)合所得的公式，計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)資料吻合也良好。 (6)通過水槽試驗(yàn)，論證了粗化層的三種類型，揭示了沙質(zhì)河床粗化層厚度略大于沙波高度的機(jī)理，即底流不穩(wěn)定性和沙波非恒定性。根據(jù)沙量平衡原理，從理論上導(dǎo)出了粗化層級(jí)配公式，并進(jìn)行了驗(yàn)證計(jì)算。 最后，提出了還有待于進(jìn)一步研究