新水沙條件下荊江河段航道整治工程適應(yīng)性及原則研究.pdf

1、本文以長(zhǎng)江中游荊江河段為研究對(duì)象，通過(guò)分析三峽運(yùn)行前后荊江河段及上、下邊界沿程控制水文站的來(lái)水來(lái)沙數(shù)據(jù)，總結(jié)三峽工程蓄水運(yùn)用后的新水沙特性；在實(shí)測(cè)河床演變分析的基礎(chǔ)上，基于平面二維水沙數(shù)學(xué)模型研究了新水沙條件下荊江河段河床演變規(guī)律及演變趨勢(shì)預(yù)測(cè)；充分研究了蓄水過(guò)程中不同類型整治建筑物的適應(yīng)性，著重探討了守護(hù)型工程實(shí)現(xiàn)航道治理目標(biāo)的內(nèi)在機(jī)理，研究了多因素作用下的丁壩水毀情況；在上述理論研究的基礎(chǔ)上，提出荊江河段航道系統(tǒng)整治的原則。

2、　　全文主要研究了以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
　?。?）通過(guò)分析宜昌、枝城、沙市、監(jiān)利、漢口各站水沙實(shí)測(cè)資料，揭示了三峽工程蓄水運(yùn)用后荊江河段的新水沙特性。三峽水庫(kù)的運(yùn)行調(diào)平了流量過(guò)程，使得枯水期縮短，中水期延長(zhǎng)；三峽水庫(kù)開始運(yùn)用后，各站年輸沙量大幅度減少，幾乎可以認(rèn)為清水下泄；壩下游各水文站自上而下年輸沙量逐漸增加，出庫(kù)“清水”從沿程河床獲取泥沙后不飽和度降低，輸沙量得到一定程度恢復(fù)。
　　（2）在分析新水沙條件下長(zhǎng)江中游荊江河

3、段演變規(guī)律及航道條件變化的基礎(chǔ)上，揭示了水沙變化與河床演變之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納沙卵石河段、沙質(zhì)順直型、彎曲型、分汊型（包括順直分汊型、彎曲分汊型）淺灘河段的演變特點(diǎn)。
　?。?）考慮上下游河段關(guān)聯(lián)性，基于數(shù)學(xué)模型計(jì)算對(duì)枝江~江口、周天、藕石碾、窯監(jiān)淺灘河段演變趨勢(shì)做出預(yù)測(cè)，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)歸納新水沙條件下不同類型淺灘河段的演變趨勢(shì)。
　?。?）針對(duì)三峽蓄水過(guò)程中的礙航河段，進(jìn)行蓄水過(guò)程的適應(yīng)性分析，分別模擬守護(hù)型

4、工程（工程較弱）和調(diào)整型工程（工程較強(qiáng)）對(duì)于汛后蓄水過(guò)程的適應(yīng)性及工程效果。守護(hù)型工程對(duì)航道改善有一定效果，但要徹底提高對(duì)三峽水庫(kù)汛后蓄水過(guò)程較為敏感河段的航道條件，需要采用一定的調(diào)整型工程。
　　（5）運(yùn)用河流動(dòng)力學(xué)理論，推求出整治水位下河槽在沖刷前、后航深變化值的表達(dá)式，從理論上探討守護(hù)型控導(dǎo)工程實(shí)現(xiàn)航道治理目標(biāo)的內(nèi)在機(jī)理，并以長(zhǎng)江中游荊江藕池口水道和太平口河段為例，計(jì)算了這兩個(gè)河段守護(hù)關(guān)鍵可動(dòng)洲灘后航深的變化過(guò)程，進(jìn)一步驗(yàn)證

5、了守護(hù)型控導(dǎo)工程實(shí)現(xiàn)航道改善的內(nèi)在機(jī)理。
　?。?）建立了基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格求解三維自由表面流動(dòng)的非靜壓數(shù)值模型，對(duì)兩種常見(jiàn)的丁壩結(jié)構(gòu)型式在不同工況下的水流結(jié)構(gòu)及壓強(qiáng)分布進(jìn)行精細(xì)模擬。結(jié)果表明：水流結(jié)構(gòu)及壓力分布特性都表明丁壩的壩頭和壩根是容易產(chǎn)生水毀的主要部位；下挑丁壩結(jié)構(gòu)在防水毀方面要略優(yōu)于正挑丁壩。
　?。?）在上述工作基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)已實(shí)施航道整治工程整治原則的總結(jié)，提出荊江河段系統(tǒng)整治原則；上、下荊江具體整治原則；不同