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鄱阳湖模型选沙试验研究

作　者: 荣晓刚
导　师: 许新发
学　校: 南昌大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 模型沙粒径比尺起动流速塑料沙
分类号: TV149
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
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内容摘要

鄱阳湖上承赣、抚、信、饶、修五河之水,下接我国第一大河—长江。是我国现今最大的淡水湖泊。鄱阳湖流域包括赣江、抚河、信江、饶河、修河五大江河及湖周围区间来水,但随着现代化、工业化建设的快速推进,鄱阳湖水生态、水环境问题也日趋严重,原生态河湖不复存在,已严重影响江西经济社会的可持续发展。本论文对模型沙的研究概况进行了一定的总结。通过对历年鄱阳湖五河来沙的实际资料分析,初步确定了鄱阳湖湖区原型沙的特性及级配曲线。模型沙的选择在泥沙实体动床模型设计中占有重要的作用,关系到模型的河床变形相似性和泥沙运动状态,以及模型试验成果的可靠性。针对细沙河流中的动床模型设计,如果只考虑推移质运动相似是不正确的,重点应考虑悬移质运动的相似,在中、细沙河床动床模型试验中,基本相似条件为泥沙运动相似和水流运动相似。在泥沙运动相似中相关粒径比尺形式不一致,而且水流阻力是床沙粒径和水流强度的函数；它们又与水流条件有关,增加了确定泥沙粒径比尺的难度,在这种情况下,就要根据所研究问题的性质对基本相似条件有所取舍,选取主要方面作为设计依据,次要方面允许有一定的偏离。本文根据研究问题的需要,重点提出了粒径比尺的设计方法,通过这些设计方法可以基本确定出来符合相似要求的泥沙粒径比尺。运行文中的提出的模型沙粒径比尺的设计方法,初步确定选用泥沙的泥沙粒径比尺,最后通过水槽试验进行了塑料沙的起动流速试验,以d50分别为0.063、0.12、0.21、0.28mm和0.43mm的5组泥沙为例,推求出了个别动、少量动、大量动和扬动情况下塑料沙的起动流速公式,为模型选沙提供了技术保证。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第1章绪论  8-20
  1.1 选题背景  8-9
  1.2 模型沙研究现状  9-17
    1.2.1 常用的模型沙及其适用性  10-13
    1.2.2 模型沙的性质  13-17
  1.3 研究内容及技术路线  17-18
    1.3.1 研究内容  17-18
    1.3.2 研究技术路线  18
  1.4 研究目的及意义  18-20
    1.4.1 研究目的  18-19
    1.4.2 研究意义  19-20
第2章鄱阳湖泥沙流域特性分析  20-34
  2.1 鄱阳湖概况  20-21
  2.2 鄱阳湖流域五河来沙状况  21-29
  2.3 泥沙粒径模拟范围  29
  2.4 悬沙级配曲线  29-34
第3章模型相似率及模型设计  34-46
  3.1 水流运动相似  34-36
  3.2 泥沙运动相似  36-45
    3.2.1 泥沙悬移相似  36-41
    3.2.2 起动相似  41-42
    3.2.3 挟沙相似  42-44
    3.2.4 河床变形相似  44-45
  3.3 模型相似比尺  45-46
第4章鄱阳湖模型选沙试验研究  46-66
  4.1 模型沙选择的基本原则  46-47
  4.2 模型沙的初步设计  47-51
    4.2.1 悬移质及床沙质粒径比尺的设计  47-49
    4.2.2 起动流速的确定  49-50
    4.2.3 原型泥沙沉速的确定  50-51
  4.3 试验设备及步骤  51-52
    4.3.1 试验设备  51-52
    4.3.2 试验步骤  52
  4.4 起动流速判别标准  52
  4.5 模型沙沉降特性试验  52-53
  4.6 起动流速试验成果  53-64
    4.6.1 起动流速公式的推导  56-60
    4.6.2 模型选沙合理性分析  60-64
  4.7 模型沙阻力特性试验研究  64-66
    4.7.1 试验条件  64-65
    4.7.2 试验成果分析  65-66
第5章总结与展望  66-68
  5.1 全文总结  66
  5.2 展望  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
攻读学位期间的研究成果  72

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