三峡库区长江干流河道阻力变化研究

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1、分类号密级UDC编号硕士学位论文三峡库区长江干流河道阻力变化研究学位申请人姓名:钱圣申请学位学科专业:水力学及河流动力学指导教师姓名:林木松教高周银军高工二〇一五年五月硕士学位论文三峡库区长江干流河道阻力变化研究论文作者：钱圣指导教师：林木松教高周银军高工学科专业：水力学及河流动力学研究方向：河道演变与工程泥沙长江科学院2015年5月StudyontheYangtzeriver’sresistancechangesinThreeGorgesReservoirAreaAThesisSubmittedinPartialFulfil

2、lmentoftheRequirementFortheMasterDegreeofEngineeringByQIANShengChangjiangRiverScientificResearchInstitute12Supervisor:LINMusongZHOUYinjun12AcademicTitle:ProfessorlevelseniorSeniorEngineerMay,2015摘要摘要三峡库区的泥沙问题是国内学术界研究的热点，而库区阻力变化是泥沙问题的一个重要方面，历来受到研究者的高度重视，但是目前关于三峡水库库区长

3、江干流河道阻力的研究多是基于2003年前的水文资料，资料陈旧不足以体现枢纽蓄水后库区干流河道的阻力变化情况。因此，研究三峡水库库区干流河道的阻力变化，有着针对新形势变化的重要意义。本文结合实测资料，分析了三峡库区长江干流冲淤演变特点；利用MIKE11水动力学模块建立了各库段一维水动力学模型，通过试算率定得到了库区干流各库段的糙率；再将GIS技术、非线性-分形理论引入河流动力学，对各库段深泓纵剖面以及重点河段床面形态进行了量化，在此基础之上分析了三峡库区长江干流河床冲淤调整对其阻力的影响，并对河道综合阻力计算方法进行了研究。主要

4、研究内容和结论如下：1、2003年三峡枢纽蓄水以来，三峡库区纵剖面有所变化，局部河段变化明显，但总体基本形态稳定。库区绝大部分泥沙淤积在145m等高线以下的河槽内。水库泥沙淤积有向上游发展的趋势；2、蓄水后库区糙率多在0.043~0.085之间，在各级流量下，沿程各河段的糙率n值表现出以下变化特点：近坝段受大坝影响明显一般糙率变化较大；巴东以上河段，糙率有向上游逐渐减小的趋势；各河段糙率都有逐年减小的趋势；3、对大坝~巴东、巴东~奉节、奉节~云阳、云阳~忠县、忠县~李渡河段各年深泓线进行了分形分析，得出了各河段各年份的盒计维数

5、。发现各库段淤积量（体积）与深泓盒计维数（TD）变幅之间存在负相关关系，在此基础上给出了一种根据深泓盒计维数粗略估计河道糙率的公式；4、结合GIS技术建立了库区重点河段：青岩子、土脑子、兰竹坝、凤尾坝、皇华城河段的三维水下数字图，并对各河段床面形态进行了分形分析，得出了各河段河床表面分形维数（BSD）。通过分析发现河床床面分形维数的变化可以量化反映河道总体的冲淤演变特点；5、通过分析床面形态与糙率n之间的关系，建立了糙率n与BSD之间的统计关系式，提供一种新的估算河道阻力的计算方法；I长江科学院硕士学位论文6、基于分形理论，引

6、入深泓高程标准差作为当量粗糙度，建立了一种用床面分形维数BSD、河道深泓高程标准差计算糙率n值的公式。这一公式与传统的曼宁公式相比量纲和谐，该公式考虑了整个河床边界形态对糙率的影响，具有一定的理论进步和实际价值。关键词：三峡库区；河床形态；河道阻力；糙率；河床表面分形维数IIAbstractAbstractThesedimentproblemofTheThreeGorgesReservoirAreabeconcernedinresearchofdomesticacademia.Resistancechangesintheres

7、ervoirareaisanimportantaspectofthesedimentproblem,hasalwaysattractedattentionbytheresearchers,buttheresistanceinthetrunkstreamofthethreegorgesreservoirareastudyonlylimitedtothespecificconditionsofthelocalriver.Andthepreviousresearchdataarebefore2003,outdatedinformat

8、ionisinsufficienttoreflecttheresistancechangeoftrunkstreamlafterhuboftheimpoundmentofthereservoirarea.Sothestudyresistancechangesintrunkst