【摘 要】
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我国洪涝灾害发生较为频繁。单以长江、黄河为例,两千年来记录发生的大小型洪水达1800次之多。从大禹治水开始,中华文明史就是一个不断与水进行斗争的历史。为了能彻底驯服洪水,世世代代的人们修建堤防、保卫堤防。然而,遇见连续特大暴雨、河水暴涨,一些堤防便抵御不了水流顶冲淘刷,而冲开溃口,使洪水泛滥;若不及时堵复,对下游居民、农田以及道路将造成不可估量的损失。本次研究基于溃口堵复新理念—火箭锚技术,进行了
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我国洪涝灾害发生较为频繁。单以长江、黄河为例,两千年来记录发生的大小型洪水达1800次之多。从大禹治水开始,中华文明史就是一个不断与水进行斗争的历史。为了能彻底驯服洪水,世世代代的人们修建堤防、保卫堤防。然而,遇见连续特大暴雨、河水暴涨,一些堤防便抵御不了水流顶冲淘刷,而冲开溃口,使洪水泛滥;若不及时堵复,对下游居民、农田以及道路将造成不可估量的损失。本次研究基于溃口堵复新理念—火箭锚技术,进行了相关理论分析和试验研究,旨在为实际溃口堵复新技术提供基础支撑。主要研究内容及成果如下:（1）根据大量堤防溃口资料分析,确定溃口设计宽度31.2m,最大溃口单宽流量62.3m~2/s,溃口区最大流速8m/s,溃口区最大水位落差5.35m。（2）对模型相似原理、相似准则和相似条件做出了分析阐述。模型设计尺寸按照典型堤防溃口尺寸进行设计布置,根据试验场地及供水能力,选定比尺为1:40;试验模型系统主要由五个部分组成:堤防溃口模型子系统、流量控制子系统、VDMS流场实时测量子系统、水位测量子系统和分水流量子系统。阐述了VDMS流场监测系统的组成,在保证质量的前提下,适当简化了操作步骤。（3）借助模型试验,对不同工况条件下,溃口区的主要水力参数（分流关系、水深、流速、流量）进行了分析验证;研究分析了当量高差、当量水位差与当量水深的关系。（4）使用VDMS流场实时测量系统对溃口区及下游滩区进行流场分析研究时发现,溃口区表面主流流速大约在4.6～8m/s,下游滩区中主流受两侧卷吸影响,形成左右两个旋涡,涡流不稳定,流速在2.7～6.8m/s间,变化范围很大。随溃口流量的增大,溃口区及下游滩区的流态逐渐变得平稳,两侧旋涡位置向滩区下游推移。分析实测数据时发现,堤防断堤头下跨角比上跨角冲刷更为严重,溃口区有壅水现象;断堤头上跨角附近伴有旋涡产生,并伴有冲刷现象。（5）介绍了火箭锚设计思路、工作原理和基本结构,进行了钢网石笼和锚索的力学分析;溃口试验中进行了典型试验工况下锚索挠度和锚索受力的测量与分析,研究了不同型号钢网石笼在锚索上的运动规律及其受力特性;研究成果为科学射锚提供参考依据。
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