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山区河流急流滩险航道整治技术研究

作　者: 曹民雄
导　师: 张玮；张幸农
学　校: 南京水利科学研究院
专　业: 港口、海岸及近海工程
关键词: 山区河流急流滩险船舶阻力消滩水力指标水动力特性整治原则整治措施
分类号: U617
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 298次
引　用: 8次
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内容摘要

急流滩险航道整治设计与建设中相关研究成果评述的基础上,指出了需要进一步研究的基本问题。采用概化水槽试验、遥控自航船模上滩试验、数学模型计算及理论分析等手段,研究了山区河流急流滩险整治的相关技术问题,研究的主要内容和结论有: (1) 分析了急流滩的形成条件,根据形成条件对滩段地形进行了概化,通过水槽试验研究了滩段流速、水位的变化规律,分析了影响滩情的主要因素和主要流态与碍航情况,并提出了滩段局部阻力系数的计算公式。较为全面地研究了急流滩水力特性的三维性质,论证了滩段水面形态、流速平面分布与滩段地形的相互关系。 (2) 通过概化水槽试验研究了船舶上滩的影响因素及动水特性,得到了船舶上滩航行对周围流场及比降的影响规律,为急流滩整治中常用的整治措施找到了理论根据。 (3) 通过遥控自航船模上滩试验,对常用的船舶阻力计算方法进行了对比与分析。对兹万科夫法进行修正,经修正后的方法能很好地反映出浅水和狭水道对船舶阻力的影响,并推广应用于水面倒比降滩段的阻力计算。提出了一种新的消滩水力指标确定方法,可以计算不同船型条件下的消滩水力指标,以满足根据航运发展而选定目前尚未航行于本河段的代表性船(队)情况。 (4) 较为系统地归纳了急流滩险的整治原则与方法、以及山区河流滩险的滩性分析方法,对急流滩险的整治具有一定指导作用。 (5) 对弯道型汊道急流滩断面开挖的整治效果进行了计算,对凸岸和凹岸汊道的整治效果不同进行了理论分析。指出开挖面积、分流量与开挖处流速变化的相互关系。

全文目录

前言  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-16
第一章绪论  16-42
  1.1 问题提出  16-17
  1.2 研究现状  17-37
    1.2.1 各种滩险水力特性研究  17-23
    1.2.2 消滩水力指标的确定  23-30
    1.2.3 山区河流滩险整治的原则和措施研究  30-37
  1.3 有待研究的问题  37-41
    1.3.1 各种滩险水力特性研究  37-38
    1.3.2 消滩水力指标的确定  38-40
    1.3.3 山区河流滩险整治的原则利措施  40-41
  1.4 本文的主要工作  41-42
第二章急流滩险的水力特性研究  42-65
  2.1 急流滩的形成条件  42-47
    2.1.1 地质地貌条件  42-43
    2.1.2 滩段的地形条件  43-47
  2.2 急流滩段水力特性研究  47-60
    2.2.1 急流滩概化模型设计  47-50
    2.2.2 急流滩的水力特性  50-53
    2.2.3 局部阻力系数的确定  53-60
  2.3 急流滩的主要流态及碍航情况  60-63
    2.3.1 剪刀水  60-61
    2.3.2 跌水  61-63
    2.3.3 其它伴随的一些流态  63
  2.4 本章小结  63-65
第三章消滩水力指标讨论  65-95
  3.1 船舶上滩的影响因素及动水特性研究  65-76
    3.1.1 滩段地形的概化与试验水槽设计  65-66
    3.1.2 船模设计  66-67
    3.1.3 试验基本条件与测量位置  67-70
    3.1.4 影响船舶上滩的主要因素  70-72
    3.1.5 船舶上滩的动水特性  72-76
  3.2 船舶上滩试验及阻力计算方法的对比与分析  76-88
    3.2.1 船模上滩试验  76-78
    3.2.2 阻力计算方法简介  78-80
    3.2.3 对兹万科夫法的修正  80-85
    3.2.4 计算方法的评价标准  85-86
    3.2.5 各种计算方法的对比计算  86-87
    3.2.6 小结  87-88
  3.3 一种新的消滩水力指标确定办法探讨  88-93
    3.3.1 水流功率  88-89
    3.3.2 船舶的推力与有效功率  89-90
    3.3.3 功率法  90-93
  3.4 本章小结  93-95
第四章石质急流滩的整治技术  95-117
  4.1 典型的急流滩整治措施与效果分析  95-98
  4.2 滩性分析方法与实例  98-105
    4.2.1 资料的收集与观测  98-100
    4.2.2 滩性分析的主要内容与一般方法  100-102
    4.2.3 滩性分析实例  102-105
  4.3 急流滩的整治原则  105-109
  4.4 急流滩整治方法和措施  109-116
    4.4.1 扩大卡口断面  109-111
    4.4.2 拓宽缓流航道  111-112
    4.4.3 开槽分流或新辟航槽  112-113
    4.4.4 筑坝壅水以减缓急流  113-114
    4.4.5 构筑错口型滩搭跳上滩  114-116
  4.5 本章小结  116-117
第五章弯曲型汊道急流滩险的整治实例  117-136
  5.1 典型弯曲型汊道急流滩(鲫鱼滩)概况  117-120
    5.1.1 鲫鱼滩河势  117-118
    5.1.2 鲫鱼滩整治  118-119
    5.1.3 滩性分析  119-120
  5.2 数学模型建立与验证  120-125
    5.2.1 基本方程  120-122
    5.2.2 方程的离散与数值求解  122
    5.2.3 定解条件与计算参数确定  122-123
    5.2.4 网格剖分  123-124
    5.2.5 数学模型验证  124-125
  5.3 凸岸汊道(右汊)的开挖整治  125-129
    5.3.1 工程方案介绍  125-126
    5.3.2 计算结果分析  126-129
  5.4 凹岸汊道(左汊)的开挖整治  129-134
    5.4.1 工程方案介绍  129-130
    5.4.2 计算结果分析  130-134
  5.5 凸、凹岸汊道的整治效果分析  134-135
  5.6 本章小结  135-136
第六章结论与展望  136-139
  6.1 本文主要结论  136-137
  6.2 研究展望  137-139
参考文献  139-145
致谢  145-146
附录  146-148
  1.作者在攻读博士学位期间发表的主要论文  146-148
  2.作者在攻读博士学位期间负责的主要研究工作  148

山区河流急流滩险航道整治技术研究

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