【摘 要】
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透水丁坝群在河流治理与生态修复建设中扮演着重要角色。插板透水丁坝作为新型透水坝式护岸建筑物,其缓流促淤机理研究在粉细沙河流水沙治理研究中具有重要意义。水流挟沙力变化规律是透水丁坝缓流促淤机理研究的关键问题。为研究插板透水丁坝群作用下水流挟沙力的变化规律,本文以塔里木河干流新其满水库三号引水口河段作为典型河段,采用CCHE2D模型进行泥沙输移数值模拟,采用多元线性回归方法率定该河段水流挟沙力公式参数
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“水力插板透水丁坝结构型式及冲淤机理研究”（项目编号:51469032）课题主持人:李玉建副教授高级工程师（新疆农业大学水利与土木工程学院）；
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透水丁坝群在河流治理与生态修复建设中扮演着重要角色。插板透水丁坝作为新型透水坝式护岸建筑物,其缓流促淤机理研究在粉细沙河流水沙治理研究中具有重要意义。水流挟沙力变化规律是透水丁坝缓流促淤机理研究的关键问题。为研究插板透水丁坝群作用下水流挟沙力的变化规律,本文以塔里木河干流新其满水库三号引水口河段作为典型河段,采用CCHE2D模型进行泥沙输移数值模拟,采用多元线性回归方法率定该河段水流挟沙力公式参数。根据率定的水流挟沙力公式计算布置插板透水丁坝群后下游各流区水流挟沙力,分析不同影响因素条件下在该河段布置插板透水丁坝群后丁坝群下游流速分布、回流区长度变化规律、水流挟沙力变化规律,总结各影响因素与回流长度和水流挟沙力的关系。主要研究结论如下:（1）通过典型河段泥沙输移数值模拟试验,率定出该典型河段冲泻质分界粒径为0.048 mm,挟沙力系数k0为0.0197、指数m为0.928;数值水槽冲泻质分界粒径为0.061 mm,挟沙力系数k0为0.012、指数m为1.4。（2）通过对插板透水丁坝群作用下泥沙输移数值模拟试验结果的分析,总结出流速分布、回流区长度变化规律为:在不同流量条件下,第一、二、四道丁坝下游纵向流速均为沿水流方向,表明未出现回流,而第三、五道丁坝下游出现负纵向流速且随着流量的增大而增大,表明出现回流且随着流量增大回流更加明显。随着流量的增大,丁坝群下游回流区长度逐渐减小;在相对坝长较小时,在丁坝群各丁坝下游均出现负纵向流速,表明出现回流,但随着相对坝长的增大,回流会逐渐消失。随着相对坝长的增大,丁坝群下游回流区长度逐渐增大;丁坝开孔率对丁坝群各丁坝下游纵向流速影响与相对坝长影响规律一致。随着丁坝开孔率的增大,丁坝群下游回流区长度逐渐减小。（3）通过对插板透水丁坝群作用下泥沙输移数值模拟试验结果的计算分析,总结出丁坝群下水流挟沙力变化规律为:随着流量的增大,主流区与回流区水流挟沙力均线性增大;随着相对坝长的增大,回流区水流挟沙力逐渐增大,而主流区水流挟沙力线性减小。随着丁坝开孔率的增大,各流区水流挟沙力均为先增大,当丁坝开孔率达到30%～35%时达到最大,而后再逐渐减小。
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