長江中游典型心灘水力特性及沖淤變形研究.pdf

1、心灘是河心凸出床面的水下淤積體,完整穩(wěn)定的心灘往往是航槽穩(wěn)定的基礎。依托三八灘河段平面形態(tài),進行了心灘河段的灘槽概化,采用二維水流數(shù)學模型和概化模型試驗相結(jié)合的手段,研究了不同心灘形態(tài)、水流條件、灘頭迎流角、左右漢斷面面積比、護灘建筑物等因素下灘體附近的水位、比降、流速、流場等水力特性變化,以及有無護灘建筑物防護下的泥沙輸移特性與灘槽沖淤特性。研究的主要結(jié)論如下:
　　 (1)研究了河道放寬段心灘水位、流速及比降的沿程與沿斷面變

2、化規(guī)律。心灘進口處水位、流速及比降變化較平緩；在灘面處流速增加、水位跌落、比降加大；之后受下游河段河寬收縮阻水影響,水位快速壅高,而流速迅速減小,最后進入下游收縮河段,水流逐漸恢復正常。一般凹岸水位高于凸岸水位,河段主流趨直偏向凸岸側(cè)。水位低值區(qū)及流速高值區(qū)均位于灘尾收縮段的兩側(cè)深槽。
　　 (2)分析了流速、水深、迎流角、漢道斷面面積及長寬比、河寬收縮比對水力特性的影響。流速越大,灘面水位、縱橫比降、流速變化越大,兩側(cè)深槽流速

3、差越大。水深增大,灘面比降減緩,流速增加；露灘時,灘面橫比降隨水深增加而增大。灘頭迎流角改變時,迎流面流速減小,灘尾流速增加。心灘向凸岸側(cè)發(fā)展時,灘面縱比降增加、橫比降減小。灘體長寬比越小,或河寬收縮比越小,灘頂水位、流速、灘面比降變化越顯著,兩側(cè)深槽流速差越大。
　　 (3)心灘守護前的自然演變是灘頭、灘頂及兩側(cè)灘唇出現(xiàn)不同程度的沖刷,心灘萎縮。心灘守護后,灘體受到不同程度的保護,護灘帶隔離了水流直接作用于灘面；四面透水框架增