順直型河道成型淤積體與水沙運動相互作用研究

《順直型河道成型淤積體與水沙運動相互作用研究》是依託武漢大學，由張小峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：順直型河道成型淤積體與水沙運動相互作用研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張小峰
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

河道中的成型淤積體是平原河流河床演變中最活躍的因素，在河床演變中起著重要作用。但以往的研究中，對尺度遠大於沙波的成型淤積體變化規律方面的成果很少。本項目根據科學研究中常採用的先簡單後複雜的思路，選擇平面形態相對簡單的交錯邊灘型順直河道中的成型淤積體作為主要研究對象。研究手段採用概化模型試驗與數值模擬和理論分析相結合的方法。研究內容包括：存在犬牙交錯邊灘和過渡段淺灘等成型淤積體情況下順直型河道水流、泥沙運動的基本特性，以及水流、泥沙運動作用下成型淤積體的生成、發展和演變規律。研究成果對深入認識天然河道中的水流和泥沙運動特性、揭示成型淤積體與水流泥沙運動之間的相互作用規律以及成型淤積體的演變特點，豐富河床演變學理論等具有重要的理論意義和實際套用價值。

結題摘要

本項目以順直型河道中成型淤積體為研究對象，通過模型實驗及理論分析對其形成演變規律進行研究。順直型河道成型淤積體形成試驗分為無擾動和有擾動兩個方案。無擾動和有擾動方案分別分為兩種工況：初始順直小河工況和進口大量加沙工況，及水位突降工況和進口設定工況。對於成型淤積體的演變規律，通過改變模型試驗邊界條件及分析天然順直河道實測數據的方式進行研究。研究發現無擾動下成型淤積體形成需要合適的河道寬深比和床面坡降及上游的大量來沙等條件，灘主要為淤積形成且具有明顯的移動特性；在足夠大的外界擾動下其中一側河道床面局部形成明顯的沖刷下切，未受擾動的另一側水流流速較小泥沙落淤逐漸形成灘。沖刷在灘的形成過程中起重要作用，形成的灘位置相對固定並且通常會由於劇烈下切帶來的水位降低而迅速出露。試驗邊界條件改變後成型淤積體的演變周期發生明顯變化，不同試驗條件下成型淤積體的演變規律也有所差異。通過對長江中下游長河段長時段演變規律進行系統總結，分析了長江中下遊河勢調整向下游傳遞規律，提出了能阻隔河勢調整向下游傳遞的阻隔性河段，剖析了阻隔性河段的特徵、成因及機理。研究成果揭示了成型淤積體的形成演變特點，豐富了河床演變學理論和內容。