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透水桩坝工程导流落淤效果和机理试验研究

王普庆  
【摘要】: 随着黄河下游水沙条件的不断变化,河道的边界条件也随之发生变化,主槽严重萎缩,泄洪能力日臻下降,防洪问题日益突出。因此,研究和开发新型的防洪工程显得十分迫切而重要。 透水桩坝是河道整治工程中的一种,由于其根基深,强度大,施工程序简便,具有少抢险,易护理,同时具有控导河势和在滩地缓流落淤等功效。在二十世纪六七十年代,透水桩坝工程曾在黄河下游的局部河段做过尝试性实践,由于技术问题,在洪水作用下,不同程度地出现倒桩和断桩现象,其作用和效果受到一定影响。为了探索透水桩坝在黄河治理中的应用前景和应用技术,进一步研究和探讨该工程的透水落淤机理和导流效果,为防洪治河提供理论依据。 透水桩坝的导流落淤效果与水沙条件、来流角度(来流与工程的夹角)以及透水率的大小等因素密切相关,本文通过物理模型试验,应用水力学等相关理论,分析和研究了其导流落淤效果及机理。研究结果显示,来流和来沙一定的条件下,透水率在适当的范围内有利于坝后缓流落淤,入流角在一定范围内对控导河势有明显作用,不同方案组合所对应的缓流落淤效果和控导河势作用具有一定的差异性。试验的三种透水率桩坝,其导流效果与实体丁坝群的基本相同,并未因部分透水及形态不同而使其控导作用明显减弱。当流量大于3000m~3/s时,试验入流角条件下的送溜长度可以达到2.2~3.5km,且随流量增大送溜长度相应有所增加。不同入流条件下的主过流区坝段的滩面淤积体厚度可达到0.67m以上,最大厚度可接近1.9m,淤积体最大宽度可达1km。桩前冲坑最大深度可接近20m,入流角和流量越大,冲坑越深。以上对于该项技术的研究,一方面可完善其规划、设计技术,还可加快实现该项技术在黄河上的广泛应用和推广。


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