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朱沱站卵石推移质运动特性优化方案

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据各流量级平均水力因子、泥沙因子,分析朱沱站推移质输沙特性。表3.1-8长江朱沱站推移质泥沙量减少率统计表2.输沙带宽度变化图3.1-13绘出了朱沱站不同时期输沙带宽度随流量的变化。图3.1-16长江朱沱站推移质输沙率变化

朱沱站卵石推移质运动特性优化方案

研究收集了朱沱站1975—2012年卵石推移质实测资料,共2572组数据,观测内容包括施测时间、水位、流量、平均流速、平均水深、水面宽、推移质输沙率、推移带宽度、测线最大输沙率、最大输沙率起点距、中值粒径、最大粒径和最大粒径起点距。利用收集的资料,主要研究了朱沱站水位与流量、水位与过水面积的关系,卵石推移质输沙带、卵石粒径随不同年份的变化,以及卵石推移质输沙率随不同年份的变化规律。

3.1.2.1 朱沱站各水力参数的相互关系

根据实测资料,点绘朱沱站实测水位与流量、水位与过水断面面积的关系点,得到较好的相关关系,见图3.1-10、图3.1-11和表3.1-6。

图3.1-10 长江朱沱站水位与流量关系

图3.1-11 长江朱沱站水位与过水断面面积关系

表3.1-6 长江朱沱站水位、流量、断面过水面积和断面平均水深关系

根据朱沱站水力参数的相互关系,对表3.1-6中缺项的水力参数进行内插补全。

3.1.2.2 朱沱站推移质输沙特性

根据朱沱站1975—2012年(1991年未测)期间2572组实测水力、泥沙因子资料进行统计分析,统计将流量共分成16级(表3.1-7),得到各流量级平均水力因子及推移质输沙率、输沙带、中值粒径、最大粒径。根据各流量级平均水力因子、泥沙因子,分析朱沱站推移质输沙特性。

1.卵石推移量年际之间变化

图3.1-12绘出了1975—2012年年推移质输移系数累积变化。1975—1991年、1992—2007年、2008—2012年的年推移质输移系数曲线的曲率逐渐减小,说明相同的径流量情况下,年输沙量逐渐减小;1991年和2007年是朱沱站推移质输沙量减小的转折点,1986年处虽然也有波动,只是由于1986年当年输沙率较低,而前后两段的累计年推移质输移系数保持基本一致的斜率,说明泥沙输移量基本稳定。

表3.1-7 长江朱沱站实测流量分级

图3.1-12 长江朱沱站1975—2012年年推移质输移系数累积变化过程

在按照流量级统计方法分析朱沱站推移质输移特性时,按照1975—1991年、1992—2007年、2008—2012年三个时段进行分类,见表3.1-8。统计了1975—1991年、1992—2007年和2008—2012年三个时段的推移质平均数量,1992—2007年、2008—2012年与1975—1991年相比,减少了44.39%和96.90%。(www.xing528.com)

表3.1-8 长江朱沱站推移质泥沙量减少率统计表

2.输沙带宽度变化

图3.1-13绘出了朱沱站不同时期输沙带宽度随流量的变化。1975—1991年在流量小于35000m3/s时,输沙带宽度变化范围为100~430m,基本呈线性增加;流量大于35000m3/s时,输沙带宽度基本上在550m±30m范围内变化。1992—2007年,在流量小于30000m3/s时,输沙带宽度变化范围为90~280m;流量大于30000m3/s时,输沙带宽度基本上在280m±50m范围内变化。2008—2012年,在流量小于30000m3/s时,输沙带宽度变化范围为70~187m,流量大于30000m3/s时,输沙带宽度基本上在277m±48m范围内变化。整体而言,1992—2012年间的输沙带宽度比1975—1991年间的要小。

图3.1-13 长江朱沱站输沙带宽度变化

3.推移质粒径变化

图3.1-14和图3.1-15绘出了朱沱站推移质中值粒径和最大粒径在不同时段随流量的变化。各个时段的中值粒径和最大粒径都随流量增加,基本呈线性增加。相同流量中值粒径和最大粒径随时段的先后而减少,2008—2012年略有增大,流量在30000m3/s以上时,1975—1991年、1992—2007年和2008—2012年中值粒径分别约为60mm、55mm和50mm,最大粒径分别约为160mm、140mm和143mm。

图3.1-14 长江朱沱站推移质中值粒径变化

图3.1-15 长江朱沱站推移质最大粒径变化

4.推移质输沙率与流量的关系

因朱沱站实测断面推移质输沙率与流量关系的点群比较散乱,为方便分析,将朱沱站断面输沙率按照年代划分为三段,即1975—1991年、1992—2007年和2008—2012年,并按流量步长进行阶段平均,结果如图3.1-16所示。朱沱站各个时期的断面输沙率与流量关系较好,经人工定线,可表达为如下关系:

由上述关系可见,朱沱站的断面输沙率与流量呈高次方乘幂关系,当流量在10000m3/s以下时,断面输沙率基本在0.1kg/s以下,可以忽略。

图3.1-16 长江朱沱站推移质输沙率变化

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