新水沙条件下三峡库区泥沙淤积变化规律研究

论文摘要

水库泥沙淤积是国内外关注的焦点和难点问题之一,对河床地貌演变、工程运行调度,生态环境等具有重大影响。我国三峡工程的库区泥沙淤积问题更是被广泛关注的焦点和难点,三峡库区自2003年月蓄水发电运行以来,在新的的水沙环境下库区泥沙淤积呈现新的淤积趋势。如何更加准确地认识库区泥沙淤积机理和达到新的冲淤平衡状态,这将对大坝运行调度、有效库容等产生直接影响,这是三峡库区泥沙淤积亟需解决的问题。为分析库区泥沙淤积呈现新的响应,本文探讨了大坝蓄水后水沙变化趋势、库区泥沙淤积总量及沿程淤积形态状况,结合现场测量试验,数值模拟计算等对大坝蓄水后泥沙淤积成因、水力条件变化、泥沙运动物理过程分别进行阐述。在此基础上,提出了适用于三峡库区山区河流的泥沙淤积判别模式,得出以下结论:一、通过现场测量试验对库区泥沙絮凝影响因素进行分析。结果表明蓄水后三峡库区内的泥沙化学成分,水质中的盐度、有机质、PH及温度对库区泥沙絮凝的影响可以忽略。二、通过对三峡库区蓄水前及蓄水后的数据分析,结果表明三峡水库蓄水后水流径流量较成库以前无明显变化趋势,泥沙悬移质较成库前来沙量减少,入库泥沙粒径呈较细趋势,库区泥沙中值粒径多在0.01mm以下,2003～2014年库区泥沙淤积量为15.54亿t,基于断面法计算得到2003～2012年库区泥沙实际淤积总量为12.926亿m3,占整个库区总淤积量的94.6%。三、通过在库区典型断面现场测量试验及室内絮凝沉速分析,在对河道实际泥沙运动的物理过程的认识基础上提出两种库区泥沙淤积判别模式。以挟沙力泥沙淤积判别模式建立起库区泥沙输移一维模型,计算出三峡库区蓄水后(2015～2065年)50年的淤积量为33.84亿t。

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摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 泥沙絮凝研究现状

1.2.2 水流挟沙力研究现状

1.2.3 泥沙淤积数值模拟研究现状

1.2.4 存在的问题

1.3 研究内容及技术路线

第二章计算方法及现场测量

2.1 库区概况及数据来源

2.1.1 库区现状概况

2.1.2 基础数据来源

2.2 计算方法

2.2.1 实测淤积量计算方法

2.2.2 模拟淤积量计算方法

2.3 现场测量及泥沙絮凝因素分析

2.3.1 现场测量

2.3.2 絮凝因素分析

2.4 小结

第三章库区水沙条件变化及泥沙淤积特点研究

3.1 库区水沙条件变化

3.1.1 径流量的时空变化

3.1.2 悬移质输沙量变化

3.1.3 悬移质级配变化

3.2 库区泥沙淤积特征

3.2.1 库区泥沙淤积总量

3.2.2 库区泥沙淤积沿程分布

3.3 小结

第四章库区泥沙淤积判别模式研究

4.1 絮凝沉速参考取值

4.2 挟沙力库区泥沙淤判别模式研究

4.2.1 挟沙力淤积模拟计算

4.2.2 新水沙条件下挟沙力变化

4.3 流速带库区泥沙淤积模式研究

4.3.1 淤积河段流速测量分析

4.3.2 流速带泥沙淤积计算

4.4 库区泥沙淤积判别模式比较

4.5 小结

第五章库区泥沙淤积数值模拟研究

5.1 一维泥沙数学模型

5.1.1 一维泥沙水流方程

5.1.2 一维泥沙淤积方程

5.2 三峡库区泥沙淤积趋势模拟

5.2.1 计算采用水沙条件

5.2.2 累计淤积量

5.2.3 淤积空间分布

5.3 小结

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文与研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马浩平

导师: 李文杰

关键词: 三峡库区,泥沙淤积,挟沙力,泥沙絮凝,数值模拟

来源: 重庆交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 重庆交通大学

分类号: TV145

DOI: 10.27671/d.cnki.gcjtc.2019.000874

总页数: 97

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