山区弯曲分汊河道演变特征试验研究

论文摘要

弯曲放宽分汊河段是广泛存在于我国西南山区河流中的一种比较特殊的河型,长江上游神背嘴、风簸碛、铜鼓滩、瓦窑滩、落锅滩与吊鱼咀等滩险均属于此河型,其碍航特征表现为弯、浅、险,是航道整治中最为复杂的滩险之一。根据目前山区河流航道整治现状和工程技术的实际需要,有必要对于此类弯曲分汊河道产生的碍航问题进行定性的试验研究。本文以交通基础科技项目“山区弯曲放宽河段汊道形成机理和整治研究”为研究背景,通过对长江上游山区弯曲分汊河流原型资料的分析整理,依据枯水主槽在过渡放宽河段所处的相对位置,将山区弯曲分汊河流分为两类,第一类枯水主槽位于凸岸下方,第二类主槽位于凹岸。采用定床输沙概化模型进行河道的冲淤演变特征的试验研究。依据前期的弯曲放宽河段动床试验结果,分析了水沙流量过程、节点形态和左右汊道河底相对高程对河势演变的影响,确定了试验的边界条件。枯水主槽位于凸岸下方的第一类汊道的演变过程表明,多个水沙流量过程后,河道处于相对均衡状态。右槽同一水沙过程呈现洪淤枯冲的演变规律,不同过程间的演变幅度不大。根据其演变特征表明,在右槽进口、中部和出口泥沙容易淤积而存在碍航问题。枯水主槽位于凹岸的第二类汊道,右槽处于累计淤积状态,多个流量过程后,右槽演变为分流量较小的支汊。天然河道如德感坝、芙蓉坝、古贤坝等多为凸岸支汊较弱或中洪水期才分流的河道。左槽主汊,流速比降较大中下段可能形成急流碍航滩险。在概化模型河道处于均衡状态的基础上,针对枯水主槽的碍航特征,进行不同类型的航道整治方案的对比试验,试验表明第一类汊道采取洲头导流坝与右槽凹岸丁坝群的整治方案的整治效果相对较好。上述山区弯曲放宽河段汊道的河床演变、碍航特征的研究成果,在川江上游的铜鼓滩、风簸碛滩的整治实践中得到了较好的印证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 河型的分类
• 1.3 山区河流的形成和一般特性
• 1.3.1 山区河流的形成
• 1.3.2 山区河流的河床形态特征
• 1.3.3 山区河流的水文水力特征
• 1.3.4 山区河流的泥沙特征
• 1.4 分汊型河流的研究现状
• 1.4.1 分汊型河流的分类
• 1.4.2 分汊型河流的研究现状
• 1.5 研究背景和意义
• 1.6 本文主要的研究内容
• 第二章 山区弯曲分汊河段的河势特征
• 2.1 平面形态特征
• 2.2 纵剖面形态特征
• 2.3 水文泥沙特征
• 2.3.1 长江上游卵石推移质输移的特性和水沙因素的关系
• 2.3.2 卵石运动的间歇性与不连续性
• 2.4 河床演变特征
• 第三章 模型的概化试验设计与控制
• 3.1 实验目的
• 3.2 概化模型的设计与制作
• 3.2.1 河床形态的概化
• 3.2.2 水沙条件概化
• 3.2.3 模型制作
• 3.3 实验方法与观测内容
• 3.3.1 实验方法
• 3.3.2 观测内容
• 第四章 演变特征试验结果分析
• 4.1 边界形态和水沙过程对河床演变的影响
• 4.1.1 流量过程的设计需要采用变化的流量过程
• 4.1.2 边界形态对河床演变的影响
• 4.2 第一类汊道试验结果
• 4.2.1 第一类汊道纵比降的变化
• 4.2.2 流速分布与推移质输沙带
• 4.2.3 第一类汊道的地形变化
• 4.3 第二类汊道试验结果
• 4.3.1 第二类汊道纵比降的变化
• 4.3.2 第二类汊道地形的演变特点
• 第五章 整治方案试验与整治效果分析
• 5.1 第一类汊道碍航特征和整治方案试验
• 5.1.1 第一类汊道存在的碍航问题
• 5.1.2 第一类汊道整治方法与整治效果试验
• 5.1.3 枯水主槽位于凸岸下方的铜鼓滩整治实践
• 5.2 第二类汊道碍航特征和整治
• 5.2.1 第二类汊道存在的碍航问题
• 5.2.2 枯水主槽位于凹岸的簸碛滩整治实践
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 问题与建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果