新水沙条件下三峡水库重庆河段泥沙淤积与航道整治研究

摘要

三峡工程是开发和治理长江的关键性工程，具有防洪、发电、航运等巨大的综合效益。在此之前对工程可行性进行过全面深入的论证，在论证工作中直接影响可行性的一个关键问题是变动回水区的泥沙淤积，历来受到有关部门和社会各界的关注。由于这个原因，对变动回水区的泥沙淤积进行了大量的模型试验和一、二维数学模型计算工作。 三峡水库按175m方案正常蓄水后，重庆主城区河段正好处于变动回水区，重庆是西南地区最大的水陆联运枢纽、长江上游经济发展的中心，航运地位非常重要，因此变动回水区航道、港区泥沙问题的研究重点是围绕重庆河段进行的。根据已建水库的运行实践和国内多家科研单位进行的重庆河段泥沙模型试验研究成果可知：随着三峡枢纽运行时间的增长，重庆河段的泥沙淤积将成累积性增加，泥沙淤积将会给该河段的港口、航道和沿江市政基础设施建设造成一定的负面影响。随着三峡工程2009年的全面建设完成，三峡水库正常蓄水位的日益临近，以及近期观测上游来水来沙的变化等将对重庆河段的泥沙淤积产生新的影响，重庆河段的泥沙问题显得越来越重要和紧迫，本课题结合国家十一五科技项目“三峡工程水库泥沙淤积及其影响与对策研究”，进一步对三峡水库变动回水区重庆河段的泥沙淤积问题与航道整治进行研究。 本文着眼于利用三峡工程2003年蓄水以来库区泥沙冲淤的原型观测资料，进一步和更完整地进行实体模型和数学模型的验证，提高模型定量预测精度，从而定量预测三峡水库淤积过程、数量和规律，分析泥沙冲淤变化对水库变动回水区防洪、航运和枢纽运行可能带来的影响，研究提出相应的对策措施，这对于充分发挥三峡工程综合效益具有重要的实际意义，对于数学模型和物理模型模拟技术的提高亦具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 课题的提出

1.1.1 三峡工程泥沙问题研究的重要性

1.1.2 变动回水区泥沙淤积问题研究现状

1.1.3 存在的问题

1.1.4 课题的提出

1.2 课题的目标

1.3 研究内容和方法

第二章 河床演变分析

2.1 河床演变基本原理

2.1.1 河床演变分类

2.1.2 河床演变重要特点

2.1.3 河床演变的主要影响因素

2.2 河床演变分析方法

2.2.1 常用演变分析方法

2.2.2 依据实测资料分析法

2.3 变动回水区河床演变分析方法

2.3.1 分析要点

2.3.2 资料的收集与观测

2.3.3 分析方法

2.4 三峡水库变动回水区

2.4.1 范围

2.4.2 特点

2.5 重庆河段的河床演变分析

2.5.1 重庆河段的河道概况

2.5.2 河床演变现状分析

2.5.3 河床演变趋势分析

第三章 试验设计

3.1 模型设计

3.1.1 几何比尺及模型沙的选择

3.1.2 水流运动相似比尺

3.1.3 悬沙运动相似比尺

3.1.4 沙质推移质运动相似比尺

3.1.5 卵石推移质相似比尺

3.2 模型制作

3.3 试验设备及量测仪器

3.4 水沙过程的概化

3.5 模型相似性的验证

3.5.1 模型验证边界条件

3.5.2 原型观测资料

3.6 验证成果分析

3.6.1 水位验证

3.6.2 流速验证

3.6.3 重点河段冲淤验证

3.6.4 验证结论

第四章 试验成果分析

4.1 试验条件

4.1.1 模型进门口水沙控制条件

4.1.2 泥沙级配

4.2 试验成果

4.2.1 水流条件的变化情况

4.2.2 泥沙淤积试验成果

4.2.3 重点河段的河床演变

4.3 泥沙淤积对港口航道的影响

4.3.1 对航道的影响

4.3.2 对港口的影响

4.4 整治试验研究

4.4.1 整治标准

4.4.2 整治原则

4.4.3 设计流量和整治流量的确定

4.4.4 九龙滩整治试验

4.4.5 夫归石～外梁河段整治试验

4.5 小结

第五章 航道整治中的数学模型初步研究

5.1 数学模型研究现状

5.1.1 河流水流模型研究进展

5.1.2 三峡库区水流模型研究成果

5.1.3 其他流域水流模型研究成果

5.2 贴体正交曲线坐标网格生成

5.2.1 网格的生成

5.2.2 调节因子取值范围的确定

5.3.1 控制方程

5.3.2 控制方程离散与求解

5.3.3 边界条件及动边界条件处理

5.4 工程实际应用研究

5.4.1 九龙坡河段

5.4.2 夫归石~外梁河段

5.5 小结

第六章 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

致 谢

参考文献

在学期间发表论著及取得的科研成果