引江济太长江水源地岸线稳定性与河床演变研究

摘要

为解决太湖流域水环境问题，自2002年起开始实行的引江济太工程，取得了较好的效果，但还存在一些问题，如长江水源地的岸线稳定性和河床演变都直接影响到水源地的引水安全。本文从引江济太长江水源地安全角度出发，对水源地的岸线稳定性及河床演变做出分析，为水源地保护及安全论证提供技术支持。 水源地所在江段，河势多变，水动力结构复杂，由于地处经济发达地区，受人类活动影响严重，特别是取水口所处的南岸，开发利用率较高，滩涂围垦较为严重，望虞河西岸附近长江岸线已全部被常熟市国际工业园区占用，对水源地的安全构成威胁。 由水源地河床演变分析可知，长江主河床变化不大，但是水源地所在的福山倒套内部正处于淤积期，维持倒套主要水力特征的上部串沟目前正处于快速淤积状态，导致福山倒套不断淤积，河床不断淤高，水源地的使用将受到限制。建立二维水动力模型，应用守恒的二维非恒定流浅水方程组描述长江水流流动，并应用有限体积法及黎曼近似解对方程组逐时段、逐单元进行数值求解，模拟出长江的水流过程。对水源地现状及假设淤积状态下的流场进行模拟，经对比分析表明淤积后水源地水流变缓，淤积加速，计算了福山倒套的河道特性，得出实际河宽大于稳定河宽的结论，说明河床不稳定，倒套将进一步淤积，这些将对水源地造成不利影响，根据这些结论本文提出了相应的对策。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1问题的提出

1.2问题的研究现状

1.2.1河床演变研究现状

1.2.2岸线研究现状

1.2.3水动力学模型研究现状

1.3研究内容及技术路线

第二章研究区域概况

2.1自然地理概况

2.1.1地理位置

2.1.2地质地貌

2.1.3水文气象

2.1.4水系概况

2.2社会经济

2.2.1经济概况

2.2.2人口组成

第三章研究区岸线特征分析

3.1研究区河段水动力特征

3.1.1长江径流

3.1.2潮流

3.1.3泥沙

3.1.4地质地貌

3.1.5河床边界

3.2长江江苏段岸线演变历史及特点

3.2.1演变特点

3.2.2近50年来演变历史

3.3长江常熟段岸线分析

3.3.1利用现状

3.3.2利用规划

3.4长江张家港段岸线分析

3.5研究区长江岸线近期整治工程

第四章研究区长江河床演变分析

4.1通洲沙水道演变分析

4.2狼山沙水道演变分析

4.3徐六泾节点演变分析

4.4福山倒套演变分析

4.5分析结果小节

第五章水源地水流模拟

5.1二维水量数学模型概况

5.1.1二维浅水水流方程

5.1.2有限体积法

5.1.3法向数值通量

5.1.4黎曼边界问题

5.2二维水量模型的建立

5.2.1二维模拟区域概化

5.2.2网格生成

5.2.3参数的确定

5.3模型的率定与验证

5.4模型的运用—福山倒套流场分析

5.4.1福山倒套上部串沟演变现状

5.4.2假设不利边界条件下数值计算结果

5.4.3河相特征计算分析倒套稳定性

5.5小结

第六章总结与展望

6.1主要结论

6.2对水源地的建议

6.3展望

参考文献

致谢