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弯曲分汊河段泥沙运动规律研究

郑惊涛  
【摘要】: 弯曲分汊型河道在冲积平原河流中常见,其水沙运动规律较为复杂。我国长江中下游是典型的河槽分汊型河流,浅滩众多,河床演变剧烈,主槽与支汊交替转化,碍航问题突出,成为制约航运发展的“瓶颈”。三峡工程蓄水运用后,将引起长江中游典型弯道段浅滩航道条件发生新的变化,部分浅滩航道条件还将进一步恶化。因此,研究长江中游典型弯道段浅滩成因及演变机理具有重要的理论意义和工程实用价值。 本论文工作结合交通部西部交通建设科技项目“长江中游严重碍航河段—监利河段航道治理关键技术研究”而开展的。通过对长江中下游弯曲分汊河段的平面形态、水文泥沙特性和河床演变特征等进行广泛的调研分析,研究了影响弯曲分汊河段主支汊转换的主要因素;通过清水冲刷试验,系统模拟了三个不同时期(左汊为主、左右平衡、右汊为主)、四种洲滩型式的弯曲分汊河段河床和江心洲岸线的泥沙运动和冲刷变形,给出了弯曲分汊河段浅滩成因及演变机理;通过比较四种洲滩型式下,洲头、洲尾及江心洲洲体体积的变化情况,得出四种洲滩型式下,江心洲的稳定性从高到底依次为:右汊为主加边滩、右汊为主、左汊为主和左右汊平衡;通过理论分析和模型试验给出了水流挟沙力沿程变化的关系曲线,得出在进口处和弯顶或弯顶以下的地方水流挟沙力较大,容易形成冲刷,分流区的水流挟沙力最小,易发生淤积;通过分析水流紊动特性,得出分流区底部水流的脉动动能比较分散,是分流区浅滩形成的一个重要原因;通过与原型河段冲淤变化对比,概化模型试验结果基本合理。 本文研究成果已经初步应用于实际工程,取得了良好的经济和社会效益,并可用于其它弯曲分汊型航道的治理。


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