三峡库区弯曲河段泥沙淤积模拟探究

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1、三峡库区弯曲河段泥沙淤积模拟探究　　摘要：通过总结国内外泥沙水质模型相关研究成果，考虑到三峡库区泥沙淤积主要发生在弯曲河段，于是对三峡库区的典型弯曲河段-猫子石至黄金滩河段的泥沙淤积情况进行了三维数值模拟研究，为环保疏浚的开展提供重要的理论导向，同时对泥沙水质模型今后的发展提出了展望。关键词：泥沙淤积；水质模型；三峡水库；弯曲河段中图分类号：TV851文献标识码：AWaterQualityModeloftheThreeGorgesReservoirSedimentationWANGJiong-qi1,DINGJuan1(1.Sch

2、oolofRiverandOceanEngineering,ChongqingJiaotongUniversity,Chongqing400074,China)Abstract:Throughsummarizingdomesticandforeignrelatedresearchresults,consideringtheThreeGorgesReservoirsedimentationoccursmainlyintheriverbends,sothree-dimensionalnumericalsimulationwasused

3、tostudyatypicalriverbendoftheThreeGorgesReservoir,Maozishito6Huangjintanriversedimentationsituation.Significanttheoryguideforenvironmentalprotectiondredgingisprovided,andthedevelopmentprospectofsedimentwaterqualitymodelisputforward.Keywords:sedimentation;waterqualitym

4、odel;ThreeGorgesReservoir;riverbends泥沙科学是一门综合性、实践性基础技术科学[1]。在江河水环境系统中，污染物存在于水环境中并附着在泥沙中，所以泥沙的运动将直接影响水体的生态条件以及污染物的迁移转化[2]。疏浚是底泥清淤中一种常用的方式，为航道的顺利通航提供了重要的保障，在施工过程中，若处理不当，也会成为水体中的一个点源污染，运用泥沙水质模型可以很好的预测水体中的含沙量和污染物在水中迁移转化的规律，为有效避免疏浚污染物对工程区环境敏感点的影响提供理论的基础。因此，泥沙淤积情况的测定对疏浚工作有着

5、重要的意义，本文总结了国内外现有泥沙水质机理模型的相关研究成果，采用Fluent软件，对三峡航道的重点淤积河段——位于忠县与丰都之间的猫子石至黄金滩河段的泥沙淤积情况进行了三维数值模拟研究，为三峡航道的疏浚工程提供一定的理论基础。1工程概况6自2003年6月三峡水库建成以来，2010年10月份坝前水位达到175m后，库区干流泥沙淤积总量约为11.95亿m3，其中长寿以下的常年回水区淤积量约为11.83亿m3，占总量的99.0%；长寿以上的变动回水区河段仅零星淤积了约0.12亿m3，占总量的1.0%[3]。通过对比2003年3月和2

6、011年11月的地形，发现长寿至坝前河段内并没有发生普遍淤积，只是在一些重点区域内出现了累积性淤积，这些重点区域主要发生在微弯宽谷河段和弯道河段。其中微弯宽谷河段主要分布在奉节—大坝河段，包括坝前、西陵峡上段、大宁河口、臭盐碛等4个重点淤积区域；弯道河段主要在长寿--云阳河段，主要包括云阳弯道、万州关刀碛、忠州三弯、兰竹坝弯道、凤尾坝、土脑子、青岩子等7个重点淤积区域。疏浚是航道清淤一种常用有效的手段，要进行疏浚作业的前提得了解三峡库区的淤积特性，因此本文利用FLUENT模拟软件，对三峡库区弯曲河段内泥沙淤积特性进行三维数值模拟，

7、并为三峡库区疏浚作业的开展提供理论基础。2泥沙水质模型的建立6自三峡水库建成蓄水以来，弯曲河段常常是库区河段泥沙淤积的重点地带，而且出现弯曲河段的地方一般都会伴随着几个连续弯道。位于忠县与丰都之间的猫子石（上游航道里程454km）至黄金滩（上游航道里程426km）河段，由四个连续弯道所构成，三峡水库蓄水以来，其泥沙累积性淤积明显，并且各个弯道的淤积特征有所不同。本文以此连续弯道作为代表，采用Fluent软件，对其进行三维数值模拟计算，得到连续弯曲河段的淤积特征与水流结构的关系。花盘子至忠县的泥沙淤积情况如图1所示。图1花盘子至忠县

8、淤积分布图分析图1可知，河段中，主流线从第Ⅰ弯道开始就已偏向凸岸一侧；到达第Ⅱ弯道的时候，主流线依旧靠近凸岸附近；第Ⅲ弯道的主流靠近凸岸一侧。到达第Ⅳ弯段时，弯顶前部的塘土坝将河道分为两汊，经过塘土坝后，主流从左槽与右槽水流汇合。通过模拟，我们可以