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窝崩抢护治理中树头石阻水效果试验研究

袁文秀 应强 罗龙洪 张幸农 假冬冬

袁文秀,应强,罗龙洪,等. 窝崩抢护治理中树头石阻水效果试验研究[J]. 水利水运工程学报,2021(3):119-125. doi:  10.12170/20200623001
引用本文: 袁文秀,应强,罗龙洪,等. 窝崩抢护治理中树头石阻水效果试验研究[J]. 水利水运工程学报,2021(3):119-125. doi:  10.12170/20200623001
(YUAN Wenxiu, YING Qiang, LUO Longhong, et al. Experimental study on the water blocking effect of tree head-stone in the treatment of pit collapse[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(3): 119-125. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200623001
Citation: (YUAN Wenxiu, YING Qiang, LUO Longhong, et al. Experimental study on the water blocking effect of tree head-stone in the treatment of pit collapse[J]. Hydro-Science and Engineering, 2021(3): 119-125. (in Chinese)) doi:  10.12170/20200623001

窝崩抢护治理中树头石阻水效果试验研究

doi: 10.12170/20200623001
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC0407302);国家自然科学基金资助项目(U2040215,52079080,51779148);江苏省水利科技项目(2018021)
详细信息
    作者简介:

    袁文秀(1971—),女,江苏南京人,高级工程师,主要从事水利规划及长江治理等工作。E-mail:962196272@qq.com

  • 中图分类号: TV148

Experimental study on the water blocking effect of tree head-stone in the treatment of pit collapse

  • 摘要: 河堤窝崩发生后,首先需要确定的是抢护治理方案,减缓窝塘流速,遏制窝塘进一步发展。在诸多抢护治理方案中,树头石方案具有较好的减速促淤效果,但树头高度和抛投间距在以往的设计中都是依经验确定,缺乏理论基础和试验依据。通过制作长江扬中河段指南村窝崩模型,在窝崩口门附近流速模拟相似的基础上,对窝塘内同一高度3种间距的树头石排列型式和同一间距3种高度的树头石进行了试验,用三点法测量了窝塘内12个点的流速、流向。试验结果表明:窝塘内表层流速受惯性影响较大,底层流速受地形影响较大;窝塘内布置不同高度和不同间距的树头石时,平均流速随树头石高度的增加而减小,随树头石间距的减小而减小,窝内流速的减小,意味着泥沙淤积强度的增大;另一方面,树头石高度的增大和间距的减小,都会增加工程的投资成本,研究认为在相对树高为0.15、间距为6 m×6 m时综合效果较佳。
  • 图  1  模型范围及试验测点示意(绿线为河床地形)

    Figure  1.  Scope of physical model and test points

    图  2  树头石和模型中用的塑料树和塑料草

    Figure  2.  Tree head-stone and plastic trees and grass for the model

    图  3  塑料树6 m×6 m排列照片

    Figure  3.  Plastic tree 6 m×6 m arrangement photos

    图  4  无工程时窝塘附近表面流场分布(PIV测)

    Figure  4.  Surface flow field near model without engineering (using Particle Image Velocimetry technology)

    图  5  工程前窝内流速分布

    Figure  5.  Velocity distribution in the pond without engineering   

    图  6  相对树高0.22时按 3 m×3 m间距布置后窝塘内的流速分布

    Figure  6.  Velocity distribution under 3 m×3 m spacing with the relative tree height of 0.22

    图  7  相对树高0.22时不同间距排列下窝内流速比较

    Figure  7.  Velocity comparison of model measuring points under different spacing arrangements with the relative tree height of 0.22

    图  8  树头石密度与相对流速关系

    Figure  8.  Relationship between density of tree head-stone and water velocity

    图  9  6 m×6 m间距排列时不同相对树高下窝内流速比较

    Figure  9.  Velocity comparison of model measuring points under different relative tree heights with 6 m ×6 m spacing arrangement

    图  10  树头石相对高度与相对流速关系

    Figure  10.  Relationship between relative tree height and water velocity

    表  1  模型测点流速验证

    Table  1.   Verification of velocity of measuring points in physical model

    模型流量/(m3·s−1)各测点流速/(m·s−1)
    1234
    验证值 28 500 0.678 1.158 0.705 0.750
    要求值 0.657 1.098 0.671 0.792
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-23
  • 网络出版日期:  2021-04-28
  • 刊出日期:  2021-06-15

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