低水頭航電樞紐施工期河床變形數值模擬研究

蔣融 肖宇 柳琴元

摘要：文章采用二維水沙數學模型研究手段對依托工程施工期河段河床變形進行了研究，發現在樞紐施工期間，束窄段河床沖刷變形劇烈，沖刷泥沙在下游堆積，沖刷的泥沙主要在橫向圍堰下游回流區及壩軸線下1 000～1 800 m附近的河床淤積。得到如下結論：上游至橫向圍堰進口處泥沙主要在圍堰束窄段出現沖刷，沖刷泥沙主要在下游橫向圍堰出口以下淤積；泥沙沖淤量隨流量的增長而增長，隨過水斷面的增長而減小。

關鍵詞：河床變形分析；二維水沙模型；施工期；低水頭航電樞紐

中圖分類號：U617A602033

0引言河段河床變形分析對航道整治、水工建筑物建造等方面均有良好的指導作用。目前，河床變形分析大致有三種研究方式：理論分析、物理模型試驗、數值模擬計算等。采用理論分析的方法進行河段河床變形分析，需要消耗大量的時間、人力和物力，其中也存在各種限制和困難，僅憑該法所得的結論一般不夠深入［1-4］。采用物理模型試驗的方法進行河段河床變形分析，其物理模型難以與原型的各類要素完全相似，同時物理模型往往需要占用規模巨大的場地、耗費大量設備、材料和人力，費用昂貴。在國外，眾多學者［5］通過采用數值模擬計算的方式進行河床變形分析，取得了大量研究成果。在國內，近年來使用數值模擬計算進行河床變形研究的試驗也越來越多，同時也取得了較多試驗研究成果。數值模擬計算的方法既能擺脫實地觀測和模型搭建有關技術和場地的限制，還能推進試驗進程，盡可能減少人力、物力、財力和時間，得到的運算結果也更加精確。……