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卵砾石河流稳定河宽研究

刘勇  
【摘要】: 河宽的确定一直是河道治理工程中的重要问题。卵砾石河流的河宽问题因研究困难大而一直很少人对此进行深入研究。本文以河床演变学、河流动力学及水力学基本知识为基础,从最大输沙率和河相关系两方面通过水槽概化试验,并结合国内外卵砾石河流的实测资料,对大比降卵砾石河流稳定河宽进行了系统研究,并把研究成果用于指导奉节县石马河河道治理工程。 为方便进行深入研究,布置了37组试验,试验控制精度、测量方法及内容都满足研究需求。 初步分析了河宽随时间调整关系,稳定河床变形特征等,为分析稳定河宽问题提供了基础。 结合试验数据37组、国内外卵砾石河流实测资料88组,对大比降卵砾石河流的稳定河宽进行研究。大比降卵砾石河流稳定河宽与流量、河床河岸物质组成及河道比降有关。其中流量影响权重最大,粒径次之,比降权重最低。 分析了用输沙率方法计算河宽的研究现状,找出了其中的不足。结合水沙运动特点,建立了利用最大输沙率法研究河宽的一般模型。根据国内外最新河道阻力研究成果,分别用Einstein修正式(2007)、Meyer-peter和Ackers输沙率公式计算出了最大输沙率所对应的河道宽度。 用最大输沙率法和河相关系法计算结果,布置了奉节县石马河河道治理工程物理模型试验80m、60m、40m及30m四个试验方案,并对其进行了较为系统的研究。研究表明,用冲刷深度、冲刷宽度、全断面过水最小流量、水深、流速等判断依据进行比较,40m方案为最佳方案。石马河冲淤平衡所对应的河宽在40~60m之间,这与计算结果相一致。


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