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利用"河貓"系統、回聲測深儀等測量儀器,對沙坡頭水庫連續彎道8個典型斷面的三維流速、水深、河床高程和懸移質泥沙粒徑分布等進行了實測及分析;通過比較2004年、2007年和2008年3次河床高程的實測結果,討論了這3年來河床沖淤變化情況;為了驗證實測結果,利用k-ε紊流模型對沙坡頭連續彎道的水流運動進行了三維數值模擬,比較了主流流速和橫向流速大小的數值模擬結果和實測結果,得到了較為一致的結果,反映了"河貓"系統能夠較為精確地測量天然河道的三維流速。
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野外觀測發現天然河流彎道處是封河期最易形成卡冰結壩的位置,冰壩的形成會壅高上游水位,嚴重時發生凌洪災害。因此,研究彎道處卡冰過程,分析卡冰結壩機理是河冰研究的關鍵問題之一。本文中,通過對2013—2014年冬季不同形態彎道河冰過程的野外觀測,分析了各種形態彎道卡冰結壩的過程、特性。基于二維Dyna RICE河冰動力學模型對三湖河道彎道表面冰輸移進行模擬。結果表明彎道卡冰位置常發生在彎道出口河面束窄處,彎道處上游流凌密度、上游及下游的水力條件和河道形態是影響彎道卡冰結壩的關鍵因素。本研究對于確定冰壩初始形成位置,為進一步提出防凌減災措施提供技術支持。
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