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悬移质不平衡输沙数值模拟及河道冲淤预测

王洪梅  
【摘要】:一维水沙数学模型已在防洪、航运、天然河道和水库泥沙等工程领域得到广泛的应用。本文在系统分析一维非恒定水流和泥沙数学模型研究现状的基础上,结合实际的天然河道冲淤预测的应用目标,建立了一维悬移质不平衡输沙数学模型。以青铜峡~石嘴山河段为应用对象,利用数学模型进行冲淤验证,并对该河段2010年7月~2016年6月的冲淤变化做出了预测。最后,在冲淤预测的基础上,对该河段不同流量下冲淤后的水位沿程变化进行了计算。 全文分为6章,各章的主要内容如下: 第1章为绪论,对悬移质泥沙研究现状、主要的数值计算方法进行了系统阐述,在此基础上结合实际工程应用提出了本文的主要工作。 第2章建立了悬移质不平衡输沙的数学模型,并对一些处理方法进行了系统的阐述。 第3章运用概化河道的方法对悬移质泥沙粒径与床沙粒径的调整进行计算。一系列计算结果表明,本文建立的数学模型可以模拟悬移质泥沙和床沙粒径的调整规律,能很好地反映泥沙级配的变化过程。 第4章为模型的应用研究,包括三方面,首先应用该数学模型对青铜峡~石嘴山河段进行冲淤验证;其次,对该河段2010年7月~2016年6月内的冲淤过程进行预测;最后,根据冲淤预测的结果,计算不同流量下河道冲淤后的沿程水位。 第5章为结论和展望。对本文的工作进行总结并对今后的工作进行展望。


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