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《實(shí)驗(yàn)分析不同水力坡度單丁壩近區(qū)水流結(jié)構(gòu)——數(shù)值分析南匯東灘丁壩促淤工程對水動力的影響.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼：10264研究生學(xué)號：M150306599上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)分析不同水力坡度單丁壩近區(qū)題目：水流結(jié)構(gòu)——數(shù)值分析南匯東灘丁壩促淤工程對水動力的影響ExperimentalAnalysisofDifferentHydraulicGradientsonFlowStructuresnearaSpurDike英文題目：——NumericalAnalysisoftheImpactoftheNanhuiEastTidalFlatReclamationProjectonHydrodynamics專業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工
2、程研究方向：河口、海岸工程與河流動力學(xué)姓名：鄭宇華指導(dǎo)教師：顧杰教授二O一八年四月四日上海海洋大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日上海海洋大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)
3、定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱或借閱。本人授權(quán)上海海洋大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本版權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保密□學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文答辯委員會成員名單姓名工作單位職稱備注仇雁翎同濟(jì)大學(xué)教授主席上海清寧環(huán)境規(guī)劃甘樹應(yīng)高級工程師委員設(shè)計有限公司馬紅梅中國極地研究中心高級工程師委員章喆上海海洋大學(xué)秘書答辯地點(diǎn)
4、2教110室答辯日期2018/5/23上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文實(shí)驗(yàn)分析不同水力坡度單丁壩近區(qū)水流結(jié)構(gòu)——數(shù)值分析南匯東灘丁壩促淤工程對水動力的影響摘要天然河道總是處在不斷地沖淤變化過程中，水流沖刷河床，使河床變形，河床的變形又促使水流結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在河道中修筑水工建筑物后，對河床演變將產(chǎn)生較大影響。丁壩作為常用的水工建筑物，廣泛應(yīng)用于航道整治、海岸防護(hù)和圈圍造陸中，它改變了原有的河床過水?dāng)嗝嫘螒B(tài)，引起了水流結(jié)構(gòu)改變及河床沖淤變化，并導(dǎo)致河床坡度發(fā)生調(diào)整。研究丁壩近區(qū)水流的繞流機(jī)制及對河勢的影響有助于優(yōu)化丁壩的結(jié)構(gòu)設(shè)計、
5、提高水工建筑物的穩(wěn)定性以及加強(qiáng)河道岸線的防護(hù)措施。本文通過回顧和總結(jié)近年來丁壩附近繞流的研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)目前丁壩實(shí)驗(yàn)研究大多是在單一床面坡度中進(jìn)行，且長江口丁壩工程的研究缺少對橫沙通道河勢演變的分析。因此，本文結(jié)合了實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)際工程，在微觀上，利用水槽試驗(yàn)分別研究了變坡淹沒丁壩和非淹沒丁壩近區(qū)的水流結(jié)構(gòu)，在宏觀上，通過數(shù)值模擬計算分析了南匯東灘丁壩促淤工程對長江口主要河道水動力的影響。物理實(shí)驗(yàn)部分，針對不同水力坡度，利用PIV技術(shù)和自動水位測量系統(tǒng)，對淹沒和非淹沒條件下丁壩近區(qū)的水流結(jié)構(gòu)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，得到的結(jié)論主要如
6、下：（1）丁壩近區(qū)流速呈扇狀分布，流速自丁壩迎水面開始沿逆時針方向逐漸增大，至壩頭前紊動摻混區(qū)流速達(dá)到最大，在壩根處流速最小。（2）在不同水槽坡度下，淹沒丁壩附近雷諾應(yīng)力的變化幅度都大于非淹沒丁壩的情況。在負(fù)坡時，淹沒丁壩與非淹沒丁壩附近雷諾應(yīng)力較大的區(qū)域都集中分布在丁壩下游紊動摻混區(qū)的上段。（3）水流經(jīng)過淹沒丁壩向下游延伸出一條較寬的“海帶狀”強(qiáng)紊動區(qū)域，當(dāng)水槽坡度為-2‰~0時，淹沒丁壩下游強(qiáng)紊動區(qū)域隨著水槽坡度的增大而減小，當(dāng)水槽坡度為1‰~2‰時，該強(qiáng)紊動區(qū)域隨著水槽坡度的增大而增大；而水流經(jīng)過非淹沒丁壩向下游
7、延伸出的強(qiáng)紊動區(qū)域呈細(xì)長的“狹條形”，該區(qū)域隨著水槽坡度的升高逐漸向主流區(qū)及上游擴(kuò)散。（4）丁壩下游回流區(qū)的變化與水槽坡度的關(guān)系不甚明顯。但對非淹沒丁壩壩I上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文頭近壁區(qū)流速與壩后回流長度的關(guān)系分析后，得到了兩者的數(shù)學(xué)表達(dá)式，且計算精度較高，并由此論證了在較小的流速變化范圍內(nèi)，壩頭邊界層的流速決定了壩后回流區(qū)的長度。在實(shí)際工程應(yīng)用中，當(dāng)河流水流速度變化較小時，壩頭的粗糙程度及水流的擾動程度將直接影響壩后回流區(qū)的大小。（5）丁壩近區(qū)各觀測點(diǎn)水位的增加幅度與水槽坡度的變化存在較好的對應(yīng)關(guān)系；在負(fù)坡時，丁壩
8、對水流的影響范圍更大。隨著水槽坡度的升高，淹沒丁壩上游最高水位位置向下移動，丁壩下游水位恢復(fù)點(diǎn)的位置則向上移動；非淹沒丁壩壩后跌水的最低點(diǎn)逐漸向下移動。數(shù)值模擬部分，針對南匯東灘丁壩促淤工程的實(shí)施，采用MIKE21軟件建立了長江口二維潮流數(shù)學(xué)模型，根據(jù)實(shí)測水文數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行驗(yàn)證后，模擬計算了工程前后長江口各汊道的水動力變化，得到的
