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透水丁坝为什么采用铅丝石笼
透水丁坝为什么采用铅丝石笼
透水丁坝采用铅丝石笼因造价低,施工快,可就地取材,生态环保等优点,
在国内外河道整治工程中广泛的应用,但实际工程设计时往往只是根据设计者的经验进行,设计难度大,更不利于该工程的推广。近年来,中央又加强中小河流的治理,新疆的水利及防洪工作面临着前所未有的机遇,研究和开发新型的,经济高效的防洪护岸,河道整治工程显得十分迫切。因此,研究费省效宏的铅丝石笼丁坝工程,探讨该工程的水力特性,冲淤机理等问题,为该工程的推广设计提供理论依据和参考,对新疆乃至全国的基础建设和防灾减灾具有重要意义。

  本文实地调研新疆玛纳斯河河道整治过程中采用的护岸式铅丝石笼丁坝工程,发现目前铅丝石笼丁坝运行中存在的问题,并提出相应的解决方案。进一步通过室内概化水槽试验对铅丝石笼丁坝附近的水流结构及冲淤规律等诸多关键问题进行分析研究。
  首先,通过定床试验,采用旋浆流速仪和自制测针对水槽中水流的流速场及自由水面进行详细的量测,将丁坝附近的水流沿纵向分段,沿横向分区,把丁坝附近的水流详细的分为9个小区,并分别描述各区的水流特性;理论分析得出丁坝下游各断面的纵向垂线平均流速分布公式,通过试验验证,发现该公式计算结果基本反映了丁坝坝轴断面至回流末端各断面的纵向垂线流速分布的变化趋势和基本特征。
  然后,选择不同的坝长,挑角和透水性的丁坝,采用旋浆流速仪和自制测针对各工况下水流的流速场及自由水面进行详细的量测。发现随坝长的增大,丁坝的阻水缓流作用,束窄作用,挑流作用均加强,上游靠近丁坝一侧水面壅高越明显,过坝头后水面降落的幅度越大,恢复主流越慢;与正交丁坝相比,随挑角的减小,丁坝的挑流阻水作用减缓,送溜效果加强,上游靠近丁坝一侧水面壅高减小,过坝头后水面线降落趋于平缓,流线越平顺;同时发现,其他条件不变的情况下,填充物的粒径对丁坝附近的流速分布和自由水面均有细微的影响。
  随后,通过清水冲刷试验,观察冲刷过程,分析冲刷机理,并利用Surfer软件绘制冲刷前后河床形态图,比较得出不同设置参数时丁坝附近冲淤变化规律。发现坝长较短的时候,坝头横向冲刷坑和纵向冲刷坑的范围较小,且冲刷深度较浅;随着坝长的增加,纵向冲刷坑、横向冲刷坑的范围明显扩大,深度明显加深,这对工程是不利的,但随坝长的增加,保护区,淤积带范围也加长、扩大,这样又可以提高工程的整治效果;随挑角的加大,上游的横向冲槽的范围逐渐扩大,纵向冲刷坑加长,加宽,坝头冲刷深度也逐渐加深,坝后淤积体也逐渐加长,加宽,加高;但保护区的范围表现为先增大后减小。
  最后,利用surfer软件计算不同挑角、坝长的丁坝作用后的冲淤量,比较发现冲刷量和淤积量都随坝长的增加而增加,但冲刷量总是大于淤积量;相比正交丁坝,在其他条件不变时,随挑角的减小,冲刷量和淤积量都有减小的趋势,且冲刷量减小的减小趋势远大于淤积量的减小趋势。
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