下荆江七弓岭弯道崩岸与颈口裁弯水动力模拟

论文摘要

长江中游的下荆江河段是典型的弯曲河道,1949-1979年共发生4次裁弯,包括2次自然裁弯（碾子湾和沙滩子）和2次人工裁弯（中洲子和上车湾）,裁弯后上下游的河床冲淤和河势发生显著的调整。三峡水库蓄水以来,下荆江与东洞庭湖交汇段的七弓岭弯道八姓洲颈口上下游河岸的崩岸速率加快,其颈口宽度已远小于河道宽度,存在崩岸贯穿作用下颈口裁弯的可能性。基于遥感影像、水文数据、野外观测和数值模拟,围绕七弓岭崩岸与裁弯问题,探讨荆江四次裁弯后河道调整、七弓岭弯道崩岸过程和潜在颈口裁弯过程的水动力模拟及对城陵矶水位的影响,这对于七弓岭弯道护岸、下荆江防洪和预防突发裁弯均具有较重要实践意义。本研究的主要结果如下:（1）下荆江中洲子和上车湾人工裁弯后新河道的冲刷量分别约为3500万m3和1900-4200万m3,其老河道的淤积量分别约为16000万m3和15400 m3。荆江4个牛轭湖的快速衰退主要受当地人类活动的影响。荆江河段的裁弯河床比降增加了0.02×10-4-0.11×10-4,引起水流功率随之增大,促使上荆江河床长期冲刷下切,直至1990年代上荆江河床才基本达到冲淤平衡,而且下荆江略有淤积。（2）七弓岭弯道60余年平面形态从变化剧烈到逐渐稳定,河湾整体向下游缓慢蠕动,八姓洲上游侧崩岸速率约为12.5m/yr,下游侧略有淤积,且上游颈口处崩岸速度大于八姓洲其他部位,经长期护岸工程后的岸线未发生大规模崩岸。在其它条件一致条件下,相同流量比实际流量过程产生的崩岸速率更大。（3）基于MIKE21水动力模型,建立七弓岭弯道上下游（监利-螺山）二维水动力学模型,在不同流量和颈口不同深度浅槽的预设裁弯条件下开展数值模拟。裁弯发生将导致城陵矶水位至少增加0.3 m,这主要是七弓岭下游的洞庭湖入汇长江对七弓岭弯道水位的顶托作用,而且在不同强弱顶托作用下裁弯后新河道与老河道的分流量差值小于上游来流量的1%。新老河槽夹角（钝角）越大,新河槽的分流量越小。新老河槽主流线间不同夹角对高水位分流的影响略大于中水位。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 袁帅

导师: 胡世雄,李志威

关键词: 下荆江,七弓岭弯道,崩岸,颈口裁弯,水动力模拟

来源: 长沙理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 长沙理工大学

基金: 国家自然科学基金(51709020,91547112),湖南省科技重大专项(2018SK1010)

分类号: TV133

DOI: 10.26985/d.cnki.gcsjc.2019.000231

总页数: 87

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