包头镫口扬水灌区总干渠泥沙输移特性研究

摘要

多年来，引黄灌区渠道淤积问题是影响灌区发展的重要因素。本文以包头镫口扬水灌区总干渠为研究对象，分析了2015年总干渠道衬砌后的各断面的含沙量、水流挟沙能力、时空变化及总的输沙率，并结合总干渠的流量、流速等相关资料，根据泥沙运动的有关理论，对总干渠的泥沙运动特性进行理论分析。
　　研究的主要内容包括总干渠的挟沙力的时空变化规律、泥沙输移特性、泥沙沉降、起动、含沙量的垂线分布进行了深入研究，研究结果表明：
　　（1）通过对总干渠含沙量的时空变化分析得出：沿程变化为春灌期的含沙量从出水口到总干渠末端是沿程下降的，其它三个灌水期基本变化不大，表明在这三个灌水期达到了冲淤平衡；时间变化为春灌期的含沙量大于其它三个灌水期。
　　（2）通过研究总干渠泥沙颗粒级配及泥沙颗粒沉降和起动速度发现，影响泥沙沉降与起动的因素较多，主要因素是悬沙中值粒径的大小及其它水力特性条件有关。
　　（3）应用不平衡含沙量垂线分布理论研究发现，总干渠各灌水期的含沙量是沿垂线分布的；总干渠前三个灌水期的垂线分布呈现Ⅱ型分布，秋灌垂线分布呈显Ⅰ型分布。
　　（4）总干渠的挟沙力秋灌期最大、夏灌次之、春灌最小；推导的挟沙力比值公式适合灌区管理部门能及时的根据来水含沙量及其确定总干渠不冲不淤的挟沙力下的流量。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究分析内容、技术路线

2 研究区概况及实验方案

2.1 灌区地理位置及泵站概况

2.2 气象、水文

2.3 实验方法

3 二维明渠挟沙水流运动相关理论基础

3.1 二维明渠挟沙水流运动基本特征简述

3.2 总干渠泥沙挟沙力变化特性

3.3 影响总干渠挟沙力的因素分析

4 总干渠渠道不同粒径颗粒的泥沙运动特性

4.1 计算泥沙沉降速度的规范标准

4.2 2015年总干渠道不同粒径泥沙运动特性分析

4.3 泥沙悬移和沉降特性相关理论

5 总干渠道不平衡输沙含沙量垂线分布研究

5.1 含沙量垂线分布相关理论及发展概况

5.2 平衡输沙含沙量垂线分布规律研究现状

5.3 不平衡输沙含沙量垂线分布研究现状

5.4 总干渠悬移质含沙量垂线分布特征

6 不平衡输沙研究新思路-模型类比条件下的相对平衡输沙研究

6.1 不平衡输沙的相对平衡输沙理论

6.2 相似理论的发展及应用

6.3 河工模型相似理论及河流泥沙数值模拟

6.4 水流挟沙能力公式的选用与推导

6.5 不同水力条件下的总干渠道水流挟沙能力变化规律

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献

作 者 简 介