浅析河湾深圳河湾水流泥沙数值模拟及对防洪案例计算

论文导读：
摘要：深圳河是深圳与香港的界河。深港联合治理深圳河工程前两期工程完成后，河床出现了严重的泥沙淤积，大大降低了深圳河的防洪能力。建立深圳河湾的水流泥沙数学模型，探讨其水动力状态、泥沙分布输移规律以及河床冲淤变化形态，对于深圳河的防洪、底泥及水体污染治理具有重要的指导作用。深圳河历次地形资料的浅析表明，深圳河近年来的整体变化走势是淤积，以淤积为主河段占干流总面积的47%，动态平衡区域占41%，不稳定区域占12%。截至2009年汛后，深圳河罗湖至深圳河口段总淤泥量约为300万m3。结合水文资料的浅析表明，径流对河床冲淤有着很重要的作用：枯水期时，流量较小，流量的增大会导致河床淤积的加剧；丰水期时，流量较大，流量的增大会导致河床冲刷。总体来说，河床是淤积的。采取Delft3D模型的区域分解技术建立深圳河湾二维水流泥沙数学模型，将探讨区域分解成较细网格的深圳河区域和较粗网格的深圳湾区域耦合计算。对丰水期、枯水期的验证表明，高低潮位、涨落急流速、流量峰值的平均误差分别小于0.10m、0.14m/s、75.02m~3/s，涨、落急流态合理，含沙量的平均误差小于0.021kg/m~3，河床冲淤误差2.30cm，相对误差23.7%，河床冲淤整体合理，模型能够较好地反映深圳河湾的水动力泥沙情况。在水流泥沙验证的基础上，对2008年6月11日至6月16日实测洪水历程进行验证，其洪峰潮位及流量的误差分别小于0.15m和5.5%，验证结果结果良好。在此基础上，模型探讨了深圳河的防洪能力近况及两组清淤案例的效果，计算结果表明：20年一遇洪水影响下，梧桐河口、布吉河口的洪峰潮位分别比设计潮位高0.659m、0.738m；50年一遇洪水影响下，梧桐河口、布吉河口的洪峰潮位分别比设计潮位高0.836m、0.928m；河段防洪能力已远远不足50年一遇，上游也达不到20年一遇防洪标准；深圳河段平均清淤2.0m时，梧桐河口达到50年一遇防洪标准，布吉河口洪峰潮位比设计潮位高0.026m，接近50年一遇防洪标准。关键词：深圳河湾论文泥沙论文洪水论文Delft3D模型论文数值模拟论文
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Abstract4-8
第1章 绪论8-20

1.1 探讨背景及作用8-9

1.2 国内外探讨进展9-18

1.2.1 泥沙基础论述9-13

1.2.2 泥沙数学模型13-17

1.2.3 深圳河湾数值模拟17-18

1.3 探讨内容及技术路线18-20

1.3.1 探讨内容18-19

1.3.2 技术路线19-20

第2章 探讨区域概况20-30

2.1 自然地理20-22

2.2 降水22-23

2.3 径流23-24

2.4 潮汐与潮流24-26

2.5 水温26-27

2.6 泥沙27-30

第3章 水沙特点及冲淤浅析30-50

3.1 潮量与潮差联系30-33

3.2 水位流量联系33-35

3.3 输沙率与流量联系35-37

3.4 河道冲淤规律37-46

3.4.1 横断面浅析38-44

3.4.2 纵断面浅析44-45

3.4.3 整体走势45-46

3.5 冲淤量与径流量联系46-47

3.6 本章小结47-50

第4章 深圳河湾水动力泥沙数学模型的建立50-74

4.1 Delft3D 模型概述50-55

4.

1.1 Delft3D 软件模块组成50-52

4.

1.2 Delft3D 模型数值论述基础52-55

4.2 深圳河湾二维水动力模型建立55-62
4.

2.1 模型范围55-56

4.

2.2 水动力验证56-62

4.3 深圳河湾二维悬沙数值模型建立62-67
4.

3.1 参数的确定62-63

4.

3.2 含沙量及冲淤验证63-67

4.4 计算结果浅析与讨论67-72

4.5 本章小结72-74

第5章 深圳河防洪能力探讨74-84

5.1 总体冲淤变化浅析74

5.2 洪水验证74-76

5.3 算例设置76-77

5.4 计算结果浅析与讨论77-82

5.

4.1 50 年一遇洪水77-80

5.

4.2 20 年一遇洪水80-82

5.5 本章小结82-84
第6章 结论与倡议84-86

6.1 结论84-85

6.2 倡议85-86

参考文献86-94
致谢94-95
个人简历、在学期间发表的学术论文与探讨成果95