不同坝型对城市河道水流特性和溶解氧分布的影响研究

摘要

河流是城市形成和发展中最关键的资源和载体，我国在城市河道整治中的发展方向应是综合治理河流和进行河流生态建设。本文通过室内水槽模型试验模拟城市河道水力条件，对城市河道修建橡胶坝开口尺寸的大小进行进一步的研究。分析了其在城市河道流量和坡度变化时对城市河道水流特性和溶解氧变化的影响，为兼顾生态的城市河道治理提供依据。
　　 本实验分为全坝运行、开口坝运行、开口坝+闸门运行，其中开口坝运行和开口坝+闸门运行采用了两个开口尺寸。本次试验共进行45个工况。
　　 试验中，对城市河道修建不同挡水建筑物后在3种不同坡度、不同流量下城市河道水流特性和溶解氧变化进行了研究。研究结果表明:(1)五种橡胶坝坝型运行沿程断面水深相比较，坝前、坝后水深呈现较为一致的变化规律，即都由小变大，在水流过坝后水深骤然降低。水深沿程呈现阶梯式变化，在本试验选取的流量、坡度条件下坡度越大，阶梯式分布越明显。(2)五种橡胶坝坝型运行沿程断面流速相比较。坝前流速沿程由大变小，坝后流速沿程由大变小后趋于平缓。开口坝a、开口坝b的流速要大于全坝运行情况。(3)五种橡胶坝坝型运行沿程断面溶解氧相比较，沿程分布整体呈现细微的现象:由大变小（坝前），由小变大（过坝），由大变小再变大趋于平缓（坝后）。全坝体运行时，溶解氧在同一个断面上分布均匀。开口坝a、开口坝b运行时溶解氧在坝体前后时出现了从左岸至右岸的阶梯减小的状况。开口坝az与开口坝bz坝体左岸溶解氧值要小于坝体右岸溶解氧值，坝体左侧后方溶解氧含量最低，闸门尺寸越大，溶解氧小值区域面积越大，相较于开口坝az，开口坝bz坝后溶解氧分布更不稳定。相同坡度下，流量越大，最小值区域面积越大，相同流量下，坡度越缓最小值区域面积越大。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 城市河道治理

1．1．1 城市河道综合治理国内研究现状

1．1．2 我国城市河流综合治理措施

1．1．3 我国城市河流综合治理的发展方向

1．2 人工复氧技术在城市河道治理过程中的应用研究

1．2．1 压气复氧

1．2．2 利用过水建筑物复氧

1．2．3 人工复氧技术应用

1．3 橡胶坝的特点及其在城市河道治理过程中应用前景

1．3．1 橡胶坝的特点

1．3．2 橡胶坝的使用范围

1．3．3 橡胶坝技术在我国的发展研究和应用

1．3．4 我国城市河道治理中橡胶坝的应用研究

1．3．5 橡胶坝应用展望

1．4 本文技术路线及创新特点

1．4．1 技术路线图

1．4．2 创新点及应用意义

第2章 模型试验设计及方法

2．1 基本原理

2．2 测量方法与仪器

2．3 室内模型试验

2．3．1 试验方法

2．3．2 试验装置布置

2．3．3 试验内容

第3章 城市河道边界条件变化对水流特性的影响分析

3．1 全坝与开口坝a沿程断面水流特性分析

3．1．1 相同坡度下沿程断面水流特性分析

3．1．2 相同流量下沿程断面水流特性分析

3．2 全坝与开口坝b沿程断面水流特性分析

3．2．1 相同坡度下沿程断面水流特性分析

3．2．2 相同流量下沿程断面水流特性分析

3．3 全坝与开口坝az沿程断面水流特性分析

3．3．1 相同坡度下沿程断面水流特性分析

3．3．2 相同流量下沿程断面水流特性分析

3．4 全坝与开口坝bz沿程断面水流特性分析

3．4．1 相同坡度下沿程断面水流特性分析

3．4．2 相同流量下沿程断面水流特性分析

3．5 开口坝a与开口坝b沿程断面水流特性分析

3．5．1 相同坡度下沿程断面水流特性分析

3．5．2 相同流量下沿程断面水流特性分析

3．6 开口坝az与开口坝bz沿程断面水流特性分析

3．6．1 相同坡度下沿程断面水流特性分析

3．6．2 相同流量下沿程断面水流特性分析

3．8 本章小结

第4章 城市河道边界条件变化对溶解氧分布的影响分析

4．1 全坝与开口坝a沿程断面溶解氧分析

4．1．1 相同坡度下沿程断面溶解氧分析

4．1．2 相同流量下沿程断面溶解氧分析

4．2 全坝与开口坝b沿程断面溶解氧分析

4．2．1 相同坡度下沿程断面溶解氧分析

4．2．2 相同流量下沿程断面溶解氧分析

4．3 全坝与开口坝az沿程断面溶解氧分析

4．3．1 相同坡度下沿程断面溶解氧分析

4．3．2 相同流量下沿程断面溶解氧分析

4．4 全坝与开口坝bz沿程断面溶解氧分析

4．4．1 相同坡度下沿程断面溶解氧分析

4．4．2 相同流量下沿程断面溶解氧分析

4．5 开口坝a与开口坝b沿程断面溶解氧分析

4．5．1 相同坡度下沿程断面溶解氧分析

4．5．2 相同流量下沿程断面溶解氧分析

4．6 开口坝az与开口坝bz沿程断面溶解氧分析

4．6．1 相同坡度下沿程断面溶解氧分析

4．6．2 相同流量下沿程断面溶解氧分析

4．7 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和参加科科研情况