浐河拦砂坝拦沙效果的优化研究

摘要

浐河拦砂坝的库区的优化设计，为了更好的利用拦砂坝库区，使拦砂坝库区能够起到有效的冲淤作用，保护浐河下游的1＃和2#橡胶坝的河道的演变，也保护下游米家崖景区的景观。
　　首先阐述了模型中水动力模块(HD)的基本方程、数值方法和方程的离散，及输泥模块(MT)中的粘性沙和非粘性沙的计算。本文利用水流泥沙数学模型，并且使用灞河B#橡胶坝库区作为模拟计算的算例进行模型的验证，与2006年物理模型试验进行对比，验证本文建立数学模型的正确性和实用性。然后再利用该模型对;产河拦砂坝库区进行淤积计算，并根据模型计算的结果判断河床的淤积达到平衡时的年限和达到平衡时的淤积厚度，并分析拦砂坝库区的沉沙效果，并且需要结合有效的改善措施。最后，本文为了更好的利用拦砂坝库区，本文在该库区内设置丁坝，本文利用丁坝具有的导流导沙作用，在拦砂坝库区的合理位置处布置适当的丁坝，丁坝能够将库区内的水流从右侧导向左侧，并应用本文的水沙数学模型对此时的拦砂坝库区进行模拟计算，并分析拦砂坝库区的演变规律，最后达到本文目的，使拦砂坝库区内的大片滩地区域得到有效利用，并延长拦砂坝库区的使用寿命。
　　结果表明:在浐河上游沉沙池中设置丁坝后，水流流态、断面含沙量分布及河床淤积分布更加均匀，十年后河床淤积厚度较无丁坝时明显增加，而且有些工况下没有达到均衡状态，说明仍有不断淤积的趋势，证明本文所设计的丁坝是满足要求的，验证了沉沙池中设置丁坝的必要性。

目录

声明

摘要

主要符号表

1 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外水流泥沙数学模型的研究概况

1．2．1 一维水流泥沙数学模型

1．2．2 二维水流泥沙数学模型

1．2．3 三维水流泥沙数学模型

1．3 数值的计算方法

1．4 丁坝

1．5 本文研究的主要目的及内容

2 数学模型的建立

2．1 基本方程图

2．2 水动力模型的建立(HYDRODYNAMIC MODULE)

2．2．1 控制方程式

2．2．2 数值计算方法

2．3．3 方程离散

2．3 泥沙数学模型(MUD TRANSPORT MODULE)

2．3．1 泥沙数学模型方程式

2．3．2 淤积计算

2．3．3 含沙量垂向分布

2．3．4 淤积与冲刷速率的确定

2．3．5 淤积与冲刷时的临界床面剪切力

2．5 网格的生成过程

2．6 小结

3 数学模型验证

3．1 灞河B#橡胶坝库区的资料

3．2 灞河B#橡胶坝的数学模型验证

3．2．1 灞河B#橡胶坝的水沙系列代表年

3．2．2 模型计算结果

3．3 小结

4 浐河拦砂坝数值模拟研究

4．1 拦砂坝背景

4．1．1 浐河流域基本情况

4．1．2 浐河拦砂坝的地形资料

4．1．3 浐河的水文及泥沙资料

4．2 拦砂坝设计研究

4．2．1 改变拦砂坝的出入口水流方向

4．2．2 拦砂坝河床流速分析

4．2．3 拦砂坝河床淤积分析

4．3 拦砂坝内设计丁坝

4．3．1 丁坝的分类

4．3．2 丁坝结构形式

4．3．3 怎样选择丁坝

4．3．4 丁坝在拦砂坝库区内导流导沙效果计算

4．3．5 丁坝在拦砂坝库区内导流导沙的淤积厚度分析

4．3．6 丁坝在拦砂坝库区内的淤积趋势分析

4．4 小结

5 总结与展望

5．1 本文总结

5．2 展望

致谢

参考文献

附录