促淤浮簾的水動(dòng)力特性及其固沙機(jī)理的研究.pdf

1、促淤技術(shù)的研究對(duì)于圍墾造陸工程、水工建筑物的保護(hù)以及濕地岸灘的保護(hù)等都具有極大的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。因此,研究高效簡(jiǎn)便的促淤技術(shù)越來(lái)越成為各國(guó)學(xué)者所研究的課題。
　　本文在已有柔性促淤浮簾裝置研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和不足,對(duì)其型式加以改進(jìn),提出了一種改進(jìn)型的促淤浮簾裝置。該裝置是將浮簾通過(guò)纜繩連接到網(wǎng)墊上,并通過(guò)錨定結(jié)構(gòu)將網(wǎng)墊固定在需要促淤的床面上。浮簾會(huì)在水流的作用下自動(dòng)調(diào)整姿態(tài),絕大部分來(lái)流繞過(guò)浮簾迎水

2、面,在浮簾的背水面形成橫軸旋渦,泥沙則通過(guò)浮簾底部的間隙進(jìn)入并淤積在浮簾后方的回流區(qū)內(nèi),從而起到促淤的效果。
　　本文主要通過(guò)水槽試驗(yàn)對(duì)單個(gè)浮簾的水力特性及其固沙機(jī)理進(jìn)行了分析研究,同時(shí)利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬研究。主要工作內(nèi)容和研究成果如下:
　　1、通過(guò)水槽的定床試驗(yàn),對(duì)在均勻流作用下的浮簾傾角、浮簾后方回流區(qū)范圍以及浮簾受到的水流作用力的變化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)性地研究,并通過(guò)回歸分析得到了計(jì)算浮簾傾

3、角、回流區(qū)長(zhǎng)度以及拖曳力系數(shù)這三個(gè)變量的經(jīng)驗(yàn)公式。結(jié)果表明,浮簾傾角主要決定于弗汝德數(shù)、浮簾相對(duì)高度和相對(duì)密度三個(gè)參數(shù),回流區(qū)長(zhǎng)度主要受浮簾的有效高度控制,而浮簾的拖曳力系數(shù)主要受浮簾傾角和浮簾的有效相對(duì)高度影響。
　　2、通過(guò)水槽的動(dòng)床試驗(yàn),對(duì)浮簾的沖刷淤積變化過(guò)程進(jìn)行了分析研究,同時(shí)對(duì)在動(dòng)床條件下浮簾傾角以及浮簾受到的水流作用力的變化規(guī)律進(jìn)行了研究,并與定床試驗(yàn)下的結(jié)果進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明,浮簾具有很好地固沙促淤效果。浮簾傾

4、角和纜繩傾角與定床試驗(yàn)相比都有所增大,當(dāng)簾趾處沖刷坑逐漸穩(wěn)定時(shí),兩者不再發(fā)生變化。當(dāng)來(lái)流流速增大到一定值時(shí),浮簾傾角變得很小,浮簾存在失去促淤效果的可能。
　　3、浮簾受到的水流作用力與弗汝德數(shù)、浮簾的密度以及浮簾的高度有關(guān)。隨著浮簾傾角的減小,纜繩拉力逐漸減小,拖曳力呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),負(fù)升力呈現(xiàn)先增大后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì),且隨著浮簾沖淤變化的發(fā)展,纜繩拉力和拖曳力都逐漸減小,并在沖刷坑穩(wěn)定后,這兩個(gè)力不再發(fā)生變化。