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二维水沙数学模型在榕江航道整治中的应用研究

苗柱  
【摘要】: 航道由于局部浅段的存在,致使航道水深严重不足,制约了港口的发展。而疏深航道以提高通航能力,需要研究水域水动力变化并预测疏浚槽的回淤。采用数值模拟进行挖槽试验较物理模型具有周期短、费用少的优点,因而用水流泥沙 数学模型研究挖槽后床面变形及水动力变化具有重要的应用价值。本文在系统分析泥沙数学模型的发展历史和研究现状的基础上,根据榕江实测水文地形资料,从平面二维水流泥沙基本方程和基本理论出发,采用三角形单元有限体积法对控制方程求解,建立了二维水流泥沙数学模型,模拟了榕江水流泥沙变化情况。研究了该河段的乘潮水位和最低通航水位,并计算了觉石大桥~榕华大桥河段的航道理论通过能力。 本文的主要研究内容有: ①概述榕江工程河段水文泥沙情况,利用现有的资料定性进行河床演变分析。 ②采用有限体积法,对控制方程进行求解,建立了适用的水沙数学模型,模型验证结果表明,模型计算的潮位、流速和含沙过程与实测资料较接近。 ③将本文所建立的模型应用于榕江航道局部浅段试挖槽研究,通过计算分析发现,工程方案实施后,水流条件与工程前没有明显的差别,但涨落潮时最大流速有所增加,河道冲淤总体上表现为微冲微淤。 ④利用现有的潮位资料计算了榕江沿程的乘潮水位,并利用乘潮水位航道的通过能力基本计算公式,计算了榕江航道理论通过能力。


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