创新项目申请表4.0版本.doc

□ 校级 □ 省级 □ 国家级 编号： 河海大学大学生创新创业 训练申请 项目名称项目负责人 项目管理单位 指导老师 河 海 大 学 二○一五年 一、项目基本信息 项目名称 项目门类 一级专业门 二级专业类 项目 □A学生自主选题，来源于自己对课题的长期积累与兴趣 B教师科研项目选题 □C学生承担社会、企业委托项目选题 来源项目名称 我国西南地区老旧水库泥沙淤积趋势及泄水冲沙研究 来源项目类别 教师横向科研项目 企业委托项目 项目 陶国武 性别 男 民族 汉 出生年月 1994.10 申请金额 7660元 项目起止年月 2015 年4 月至2016 年 3 月 说明：一、项目门类的填写见“附件5”。 二、项目来源的填写。1、如果选择A的不用填写“来源项目名称”和“来源项目类别”。2、如果选择B和C的必须填写“来源项目名称”和“来源项目类别”。“来源项目类别”栏填写“863项目”、973项目”、“国家自然科学基金项目”、“省级自然科学基金项目”、“教师横向科研项目”、“企业委托项目”、“社会委托项目”以及其他项目标识。 二、成员基本信息 三、立项依据（可加页） 3.1项目研究理由（项目背景、国内外研究现状及意义） 3.1.1 项目背景 由于我国有许多河流是含沙量高、输沙量大的多泥沙河流, 据统计，我国七大江河的年输沙量高达23亿t，特别是西北、华北地区的一些河流，含沙量非常高，甘肃祖厉河的多年平均含沙量可达600kg/m3，实际测到的最大含沙量可达1600kg/m3左右。即使是长江，含沙量虽然不算高，仅0.54kg/m3，但由于水量丰沛，年沙量也近5亿t[1]。在河流上修建水库后，由于水位抬高，流速减小，必然造成泥沙在水库中的淤积。 水库泥沙淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑后抬高了水位,形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线。水流进入库区后,由于水深沿流程增加,水面坡度和流速沿流程减小,因而水流挟沙能力沿流程降低,出现泥沙淤积[2]。淤积是水库设计和管理中的一个难题。在河道上兴建水库会改变河流的水流条件和泥沙运动状态,使泥沙在水库库区内淤积,从而降低水库的使用效益,甚至导致水库失效报废。 其次，水库的回水变动区将由于泥沙淤积很容易形成三角洲淤积，抬高河床、堵塞航道,造成航运条件变坏。并且,回水区内的三角洲还可能减少过河桥下的净高,甚至在枯水季时造成通航困难。上游河段河水的含沙量越高,水库水位的变幅越大,水库回水区内形成的三角洲就越大,对航运的影响也就越严重[3]。所以,设计水库回水区内的新建桥梁时,应考虑水库的调度运行方式及河道的可能淤高。 水库淤积还会减少水库的有效库容，使水电站的发电能力降低。如果淤积形成的三角洲在大坝附近形成,还可能阻碍水流进入发电机,并增加进入发电机的泥沙，当泥沙粒径大于零点二五毫米时，会磨损涡轮机叶片和阀门座槽，大大降低其使用寿命[4]。 因此只有合理选择冲沙时机,正确制定和实施冲沙调度方案,才能较好地解决冲沙与发电争水的矛盾，增加水库使用寿命，从而最大的发挥工程效益。所以对水库泥沙淤积及冲沙调度的研究具有重要的现实意义。 3.1.2 国内外研究现状述评 （1）水沙数学模型 在过去几十年，随着计算机技术的进步，泥沙数学模型研究得到了飞速发展，水流泥沙的数学模型取决于数值计算方法和泥沙运动基本理论两方面的发展。 水流模型的理论基础起源于19世纪Saint·Venant方程组，该方程组奠定了非恒定水流的理论基础。真正的水流模拟技术是在计算机问世后才开始的，而着眼于动边界的泥沙模型则是到了20世纪中期才逐渐发展起来。自从Lsaacson, Stoker（1953）和Troesch（1954）[5]首次尝试将完整的Saint·Venant方程组用于建立Mississippi河和Ohio河流的水流模型计算以来，出现了大量的针对完整的Saint·Venant方程组的数学模型（动力波模型）。求解方程组的数值方法较多，常用的有特征线法（Method of Characteristics）、有限差分法(Finite Difference Method)、有限体积法(Finite Volume Method)、有限元法(Finite Element Method)和有限分析法（Finite Analytic Method）[6]。 国外一维水沙模型多数已经发展成为商业软件，其中应用较为广泛的有美国陆军工程兵团水文中心的托马斯（W.A.Thomas）开发的HE