河闸工程论文提纲

论文题目：昆明池引水系统水沙输移规律及调控措施研究

摘要：因沿河地区城市建设及供水的需要,多数工程引水率较高。在宽浅河道上,枯水期为保证水的供应,必须修建引水工程。引水工程多年运行使用后存在着严重的泥沙淤积问题,因此引水工程设计阶段的水沙计算以及调控措施的研究至关重要。本文所研究的昆明池地处陕西省西安市西郊原昆明池遗址处,又称斗门水库工程。昆明池引水系统即斗门水库的引水系统,是由拦河液压坝、右岸分洪渠、枢纽区沣河两岸堤防加高培厚处理三部分组成,是十分典型的引水工程布置。本文以斗门水库引水系统为研究实例,对引水系统的水沙输移规律及调控措施进行研究,研究的过程以及所得的结论具有非常重要的理论价值,对实际工程具有参考价值。本文首先对河流泥沙的国内外研究进展进行了整理,之后对沣河拦河闸坝址断面处的实测水沙资料进行分析统计,得出了水沙的年际和年内变化趋势,再将水沙按照不同量级分别进行分区统计,得出不同区间的水沙比例,为后续引水系统调控方式的选取提供依据。随后针对斗门水库引水系统的实际工程规模,将已有非恒定不平衡输沙数学模型进行适配与完善,使之适用于本次来水来沙情况下引水系统的泥沙冲淤预测计算。然后为拦河闸坝和分洪渠的运用方式拟定三个基础的计算方案,对三个不同的计算方案分别利用数学模型进行泥沙冲淤预测计算,通过对计算结果的剖析和比照,确定了斗门水库引水系统合理的运用方式类型为:拦河闸坝汛期敞泄排沙运行,分洪渠汛期小于界限流量引水。最后,通过改变界限流量的选取对运用方式做进一步的优化,最终得到引水系统合理运用方式及该方式的泥沙冲淤预测结果。根据上述工作可得出结论:1)沣河拦河闸坝址断面来水来沙主要集中在汛期,其中水量沙量占多年平均的占比分别为49.7%和70.7%;依据对水沙不同量级的统计分析,得出泥沙主要集中在洪水中。2)建立了用于研究引水系统运用方式的水沙数学模型,模型建立的过程中充分考虑了工程后期实际运行过程中的各种限制条件,然后利用实测资料对模型进行验证,并对各种参数进行进一步的率定,最后用于泥沙冲淤过程的预测。3)基于斗门水库北池调度运行方式初拟了三种基础对比方案,分别为全年蓄水运行、汛期敞泄运用和汛期洪水敞泄运用,经过对不同方案计算结果进行对比,初步选定汛期洪水敞泄为基本运用方式,同时进一步对限制条件进行优化。最终确定斗门水库引水系统合理运用方式为小于界限流量（48m3/s）引水,即汛期内仅在来流量大于48m3/s的时段进行敞泄运用,其余时段和非汛期保持蓄水运用。4)合理运用方式下的泥沙冲淤计算结果为:运用56年后拦河闸坝的累计淤积量为208.4万m3,分洪渠的累计淤积量为58.4万m3,多年平均入分洪渠的水量为1.4亿m3,沙量为3.00万t,进入北池的沙量为1.57万t。

关键词：引水系统;水沙输移;调控措施;汛期洪水敞泄

学科专业：水利工程（专业学位）

摘要

Abstract

符号说明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究工程概述

1.1.3 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 河流泥沙研究

1.2.2 水流泥沙数值模拟技术的研究进展

1.3 主要研究内容

1.4 研究方案与技术路线

2 沣河拦河闸坝址断面水沙特性

2.1 水沙年际变化

2.2 水沙年内变化

2.3 水沙特性分析

2.4 汛期水沙特性分析

2.5 悬移质级配

2.6 小结

3 水库冲淤计算方法及条件

3.1 水库冲淤计算方法

3.2 数学模型的计算方法及有关问题处理

3.2.1 数学模型计算方法简介

3.2.2 非均匀悬移质水流挟沙力计算

3.2.3 悬移质含沙量沿程变化计算

3.2.4 非均匀推移质输沙率计算

3.2.5 床沙级配调整计算

3.2.6 模型验证情况

4 沣河拦河闸上游河段河道冲淤演变趋势预测

4.1 计算方案的拟定

4.2 全年蓄水运行方案计算结果

4.2.1 沣河拦河闸上游河段纵剖面计算成果

4.2.2 冲淤量计算成果

4.2.3 洪水水面线计算

4.3 汛期敞泄排沙运行方案计算结果

4.3.1 沣河拦河闸上游河段纵剖面计算成果

4.3.2 冲淤量计算成果

4.3.3 洪水水面线计算

4.4 汛期洪水敞泄排沙运行方案

4.5 小结

5 分洪渠分流分沙比的确定

5.1 北池的调度运用方式

5.1.1 调度原则

5.1.2 调度运用目标

5.1.3 调度条件

5.1.4 调度运用方式

5.2 分洪渠水工模型分洪试验成果

5.3 分洪渠分流过程的确定

5.3.1 非汛期分流过程

5.3.2 汛期分流过程

5.4 分沙比的确定

5.4.1 无控制状态下分洪渠的分沙比

5.4.2 有控制状态下分洪渠的分沙比

5.5 小结

6 分洪渠泥沙淤积及水面线计算

6.1 全年引水方案计算结果

6.1.1 分洪渠纵剖面计算成果

6.1.2 冲淤量计算成果

6.1.3 分洪渠不同运用年限时的水位面积曲线计算结果

6.1.4 洪水水面线计算

6.2 非汛期引水方案计算结果

6.2.1 分洪渠纵剖面计算成果

6.2.2 冲淤量计算成果

6.2.3 分洪渠不同运用年限时的水位面积曲线计算结果

6.2.4 洪水水面线计算

6.3 小于界限流量引水方案计算结果

6.3.1 方案拟定

6.3.2 结果对比

6.4 小结

7 结论及展望

7.1 主要结论

7.2 展望

致谢

参考文献