黄河口拦门沙疏浚对尾闾河道泄洪排沙影响的研究论文

《黄河口拦门沙疏浚对尾闾河道泄洪排沙影响的研究论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、黄河口拦门沙疏浚对尾闾河道泄洪排沙影响的研究论文摘要：本文研究和探讨了黄河口拦门沙疏浚后，尾闾河道水位、流速和水面比降的变化以及疏浚部位的回淤过程。试验结果表明，河口拦门沙疏浚后，在一定时期和一定范围内，可以使尾闾河道发生溯源冲刷。在施放不同典型年的水沙条件下，尾闾河道可在疏浚点以上21～35km范围内发生溯源冲刷，同流量水位最大下降0.24～0.47m。同时，疏浚河槽始终处于回淤状态.freel的海域，上边界设在西河口以上1.5km处，模拟尾闾河道及河口长66km(如图1所示)，采用电木粉作为模型沙。由于模型的变率

2、较大，必然造成一定的相似性损失，为尽可能保证模型与天然相似，模型试验按照模型相似率理论进行设计，并通过水位及冲淤量等模型率定试验对有关比尺进行适当的调整，确保主要物理量相似，使试验结果满足研究内容的要求。图1模型平面布置天然河道的水流一般处于紊流状态，保证水流相似的条件为重力相似和阻力相似，则流速比尺λV=λ1/2H=7.07，糙率λn=λ1/6H(λH/λL)1/2=0.43。在天然情况下，原型试验段的糙率系数一般在0.009～0.014之间，则要求模型糙率一般在0.0209～0.0325之间。对于动床模型，电木粉

3、的糙率系数在0.02左右，小于设计要求的糙率。但由于概化模型的变率较大，河道的形态阻力和边壁阻力较大，模型的综合糙率基本能够满足设计要求，这一点在验证试验中得到了印证。悬移质运动相似的条件为悬移、起动和冲淤相似。起动相似条件要求起动流速比尺与流速比尺相等，即λVc=λV。沉降相似比尺λω=λV(λH/λL)0.75=0.75，粒径比尺λd=(λωλV/λγs-γ)1/2=0.45。为保证模型中河床冲淤与原型相似，含沙量比尺经过多次验证试验调整后，模型试验最终采用λs=0.9，即λs=λs*=0.9。冲淤时间比尺：λt

4、2=λLλγ′/λVλS=341。1.2验证试验自1996年黄河口汊河流路行河以来，进入黄河口的水沙连年偏枯，只有1996年发生了较为典型的洪水，同时又恰逢汊河流路改道行水当年，尾闾河道发生了较大的冲淤变化。因此，选择1996年汛前实测河道和河口地形作为验证试验的初始地形，1996年6～10月实测水沙资料作为验证试验的水沙条件。表1给出了各级典型流量模型试验水位与天然实测水位，可以看出，误差在0.12m以内，表明模型基本达到了阻力相似；表2给出了分段冲淤量的验证结果，基本上能够满足河床冲淤相似性的要求。1.3方案试验

5、条件1.3.1地形条件方案试验的初始地形，河道部分根据1996年汛后河道大断面测量资料及2000年实测的1∶1万的河道地形图确定。河口及海域部分根据1996年实测的1∶2.5万河口及海域地形确定。在此基础上，根据清水沟流路顶点高程最大的拦门沙实测地形资料，塑造了拦门沙I+1(见图2)。拦门沙I+1顶点约在S7处，顶坡段长约2km，顶点高程0m，自顶坡起始点向上游为一倒坡，坡度约为-1/2200，倒坡段长约4km，最低高程为-1.8m，坡顶与坡脚高差为1.8m。1.3.2水沙条件根据试验内容，河道上游来水来沙条件采用恒

6、定水沙过程和非恒定水沙过程。恒定流量分为大、中、小三级，根据该河段的水沙特点确定为1000m3/s、2000m3/s和3000m3/s，相应的含沙量分别为15kg/m3、30kg/m3和40kg/m3，来流持续时间分别为26d、13d和8d，下边界采用固定潮位(分别为平均中潮位0.5m和平均高潮位1.0m)。非恒定水沙过程采用黄委会设计院提供的小浪底水库正常运用期丰、平、枯不同典型年(利津站)资料(见表3)，下边界采用典型潮位过程。表1不同流量级水位验证(单位：m)流量/(m3/s)100020003000西河口原型

7、6.757.508.18模型6.727.608.07误差-0.030.10-0.11丁字路口原型3.384.244.62模型3.504.184.56误差0.12-0.06-0.06表2冲淤量验证结果(单位：万m3)河段CS7～清3清3～清7清7～汊3CST～汊3模型-975-665-361-2001原型-842-581-490-1913表3典型年水沙特征值典型年丰水丰沙(1988)中水平沙(1995)枯水枯沙(1991)径流量/亿m3295.4148.790.1输沙量/亿t9.764.531.241.3.3疏浚概况在

8、拦门沙2.0km长的顶坡段顺水流方向开挖一宽500m、深约2.0m的河槽，同时在拦门沙4km长的倒坡段做相应疏通开挖，使得在拦门沙顶坡段和倒坡段形成一个顺畅的河槽，开挖量相当于原型约为380万m3。图2河口拦门沙I+1地形图3疏浚前后的流速分布2试验成果分析2.1典型流量的疏浚试验成果分析2.1.1疏浚前后的流速变化在试验中观测到，河口拦门沙疏