箱形涵洞对河床水沙特性影响分析 箱形涵洞对河床水沙特性影响分析 箱形涵洞对河床水沙特性影响分析 精品源自高考试题
试验设计与验证
1.试验设计 2.试验验证 试验结果与分析
1.水位沿程变化 2.涵洞上下游各断面横向流速分布及大小 3.涵洞下游河床局部冲淤变化
目前,穿漳涵洞在几次水毁修复后,其下游局部冲刷仍较严重,使得涵洞的稳定性受到影响。因此,笔者就箱形涵洞对其下游河床局部冲淤的影响进行了试验。图6为在两种来水工况下,箱形涵洞下游CS6断面的河床冲淤图。由图6可知,在3年一遇洪水时,箱形涵洞下游CS6断面的河床有冲有淤,以冲刷为主,冲刷集中区位于左岸近区以及河中心至右岸的河床。其中,左岸近区河床的冲刷最为严重,冲刷深度在017m左右;而河中心至右岸区域河床的冲刷深度在013~015m间;断面的平均冲刷深度约为015m。而文献[6]中冲刷较少的圆弧形涵洞在该断面的冲刷集中在距左岸30~60m的河床,冲刷深度在018~115m间,断面平均冲刷深度约为0167m。可见,箱形涵洞在洞后的局部冲刷深度较圆弧形涵洞还要小。经分析,主要原因是在箱形涵洞的洞后能形成较良好的水跃形式。利用能量方程和连续方程[2,6]可以计算出,在3年一遇洪水工况时箱形涵洞下游收缩断面的Fr数[12214]为4152,属于稳定水跃[2,6,15],其消能率较高,并且在涵洞背水面设计有消力坎,总体消能效果比圆弧形涵洞要好,因此冲刷深度较小。而在50年一遇洪水工况下,箱形涵洞下游CS6断面也出现了文献[6]中两种穿河涵洞背水面河床的回淤现象,其淤积范围为距左岸40m至右岸的河床区域。但是,箱形涵洞背水面淤积深度在016m以下,而文献[6]中的圆弧形和梯形涵洞在该断面的淤积深度分别达018~117m之间和115m左右。
