山区河流自然河湾与人工规则河湾冲刷特性

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1、分类号：U1；TV810710-2010121409硕士学位论文山区河流自然河湾与人工规则河湾冲刷特性高斌导师姓名职称沈波教授申请学位级别硕士学科专业名称防灾减灾工程及防护工程论文提交日期2013年4月25日论文答辩日期2013年6月6日学位授予单位长安大学NaturalandArtificialRulesBendScourCharacteristicsontheMountainRiverADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoBinSupervisor：Prof.ShenBoChang’anUniversi

2、ty,Xi’an,China摘要对于山区河流，较平原河流而言弯道较多，而且由于山区河流河床比降陡，水流能量大，含沙量通常情况下都处于不饱和的状态，从而使得山区河流河床处于冲刷下切的状态；再者由于山区河流所经的地区常常会出现宽窄相间的外形，从而导致河床经常性的发生大幅度的暂时淤积与冲刷。从目前的研究现状来看，对于山区河流弯道处的水流流态以及冲刷特性的研究还不够深入，还需要对其进行系统性的试验以及理论的分析，而河工模型试验就是最为简便快捷的方法之一。河工模型试验能够较为准确的演示天然河流的某些演变过程，并且还能够准确的预测在某一水流条件下河床的发展趋势，确定在此水流条件下天然河流水

3、流流态、水位以及冲刷程度等问题，从而为河道管理和建设设计部门以及沿河公路路堤的设计与防护提供可靠的依据。本文主要以陕西省安康市镇坪县县城电站湾改河防洪工程为例，进行了河工模型试验。详述了河工模型的设计制作方法，并且对多种不同的工程方案进行了试验。测量了河道改河段在不同洪水频率下的水流流速、水位以及弯道处的冲刷等特性。分析比较了各种工程方案在各个洪水频率下的水流流速、水位高程以及弯道处局部冲刷深度。通过模型试验的结果分析可以得出：对于同一工程方案，由于弯道处河槽宽度固定，其基本洪水波相似，只是随着流量的增大水位、流速等水力要素有一定的增大；不同改河方案在不同洪水频率下河流弯道外侧

4、呈现出冲刷状态，而内侧则呈现淤积状态，并且弯道半径不同，局部冲刷深度也不同；就防洪标准洪水频率即20年一遇洪水而言，改河的第二种方案即中线方案最有利于防洪泄流，对改造河段上下游的整体河段水流变化影响最小。与此同时，该实验结果也为其他的河工模型的设计制作提供了重要的参考价值，丰富了山区河流河床冲刷的理论研究。关键词：河工模型试验；山区河流；洪水频率；水流流态；冲刷ⅠAbstractComparedwithPlainRiver,themountainriverbendismore,anditshydropowerislargebecausethattheriverbedgradie

5、ntissteeper.Normally,thesedimentisinastateofunsaturated,whichmakingmountainriver’riverbedisinthestateofscouring-cut.Besides,theshapeofthemountainriverchangesofvarying,whichleadstheriverbedrecurrentlyarisingsignificantsiltationanderosiontemporarily.Fromthecurrentstudy,weknowthatthestudyofthef

6、lowpatternsanderosioncharacteristicsaboutthecornersofthemountainriverisnotdeepenough,andneedscarryingoutsystematictestandtheoreticalanalysisforit.However,themodeltestisoneofthemostsimpleandefficientway.Therivermodeltestcanmoreaccuratelydemonstratesomeofthenaturalevolutionoftheriver.Andalsoca

7、naccuratelypredicttheriverbedtrendsinaparticularofflowconditions.DeterminingtheflowregimeofNaturalRiver,thelevelandextentoferosioninthisflowcondition,itcanprovideareliablebasisforrivermanagementandconstructiondesigndepartment,andthedesignandprotect