河道节点对河床变形的影响研究

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河道节点包括天然节点和人工节点两类。在实际工程中为满足人类生产生活的需要,修建了大量的人工节点工程。这些节点工程的存在,将直接影响其周围局部和附近一段河道的水沙特性以及河床冲淤,从而影响河道的生态,两岸堤的安全以及防洪等。因此研究河道人工节点对河床变形的影响具有重要的现实意义。穿河涵洞常常在引水工程中被采用。涵洞一方面可作为穿河构筑物发挥引水的功能;另一方面在有些河道为了调节上游的河床冲淤,涵洞又可作为节点发挥其作用,使得涵洞上游水流流势和泥沙冲淤发生变化,进而影响涵洞所在河道的河床。因此,本次试验主要对人工节点中的穿河涵洞进行研究分析。本文利用物理模型研究的方法,以漳河穿河涵洞为背景,在不可展宽河道上就两种洞顶高程方案下的圆弧形,梯形,箱形三种截面涵洞对河床变形的影响进行了试验研究。试验取得一定成果:在水位方面,得到了两洞顶高程的三种涵洞河床两岸水位大小关系、上游水位最大抬高位置、上游河床壅水程度和范围以及与无涵洞时河床水位的关系等特点;在横向流速方面,对比了建涵洞前后上下游各断面的横向流速大小、横向流速分布曲线形状、河道主流线位置以及迎水面附近河床流速的变化规律;在河床冲淤方面,得到了两洞顶高程方案的三种涵洞上游段各断面的河床冲淤以及下游河床局部变形的特点,并给出相应的防护措施。所得结论为穿河涵洞截面的选择和洞顶高程的设计提供一定的参考。
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