漫滩水流水沙运动规律的研究

本文根据漫滩水流的运动特点，将漫滩水流的复式断面分为主槽平衡区、滩槽交互区、滩地平衡区及边壁区等4个区，并给出了各区宽度的经验公式.根据滩槽交互区垂线流速分布的变化特点，提出了附加尾流函数的对数流速分布公式.在简化水流运动方程和泥沙扩散方程的基础上，对滩槽交互区内垂线平均流速及含沙量沿横向分布进行了理论分析，提出了反映滩槽水流动量交换强度的横向涡量粘性系数及横向扩散系数的表达式，得到了漫滩水流垂线平均流速及含沙量沿横向分布的解析解，并与实测资料吻合较好。     

基于等效阻力的植被化复式河道流速分布研究

天然河道中许多都是具有主槽和滩地的复式河槽,水流漫滩以后,复式河槽的水流结构发生复杂的变化.而天然河道漫滩上常常生长着各种植物,水中植被的存在增加了河床的阻力,如何确定流速分布和流量十分重要.本文基于植被作用下水流阻力的等效平衡原理,提出刚性植被等效附加阻力系数以及植被等效综合阻力系数的计算方法.通过运用SKM方法计算植被作用下的复式河槽垂线平均流速的横向分布,结果表明,本文提出的植被等效综合阻力系数的计算方法是可行的,能较好地确定植被作用下的复式河道垂线平均流速的横向分布.     

黄河下游复式河道滩槽分流特征研究

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了黄河下游复式河道滩槽分流特征及其主要影响因素。研究结果表明:1986年后,河道萎缩,相同洪水流量下,主槽分流比有所减小,滩地分流比有所增大;1999年后,小浪底水库蓄水拦沙运用,下游河道持续冲刷,主槽过流能力有所恢复,主槽分流比必然有所增大。运用回归分析方法,建立了黄河下游复式河道滩槽分流比与滩槽过水宽度比、过水深度比、过水面积比、流速比、糙率比和主槽宽深比的单因素响应关系和多因素综合关系,在此基础上提出,定量方面,可运用多因素综合关系式依据未来滩槽6项单因素大小对黄河下游复式河道滩槽分流比进行预测;定性方面,在黄河下游滩槽治理过程中,应注意维持主槽一定的平滩流量和较为窄深的断面形态;注意给滩地留出一定的行洪宽度,在必要的行洪宽度内,尽量减少人类活动对滩地的影响,保持滩地畅通的过水通道,保证滩地相应的过洪能力,减轻河道行洪压力,从而达到确保全断面行洪安全的目的。     

漫滩水流流速垂线分布规律的研究

根据顺直河道漫滩水流的运动特点，将复式河道的横断面分为主槽平衡区，滩槽交互区，滩地平衡区及边壁区等４个区，在此基础上，结合水槽试验资料，分析得出漫滩水流各区的流速垂线分布规律，并对现有的对数流速公式进行了修正。     

有植被的河道水流紊动特性模型试验研究

通过物理模型试验,研究了有植被的河道水流紊动特性.试验结果表明,在复式断面河道滩地种植柔性植被后,滩地糙率增大,水流紊动更为剧烈,河道水流紊动强度峰值由原先的滩槽交界区转移到滩地区.滩地的水流紊动强度沿程递减;滩槽交界区的水流紊动强度沿程不断增大;主槽的水流紊动强度主要与床面糙率有关,滩地植被影响了滩地水流的归槽时间,使主槽水流流速沿程增大.     

滩地种树对窄滩复式河道水动力特性的影响研究

该研究建立了室内水槽概化模型,模拟珠江三角洲典型窄滩复式河道。通过有植被和无植被条件下滩地的水动力特性对比,定性分析滩地有无种树对窄滩复式河道水动力特性的影响。结果表明:受种树影响,种树带进口处水位显著壅高,以此建立经验公式,可用于估算河道种树所引起的上游水位最大壅高量值,从而获得滩地种树对行洪的影响。种树后,水流发生归槽现象,滩地流速、流量沿程减小并最终趋于稳定,主槽流速增大;当滩地水深较大时,受种树带对过水断面的束窄作用,主槽流速在进入种树带后急剧增大,流速的增大有可能引起主槽冲刷增强,加剧河床下切侵蚀。该研究成果不仅能加深对河漫滩水力学的理论认识,同时可为以珠江三角洲为代表的窄滩复式断面河道种树规划设计提供技术依据。     

漫滩水流特征综述

水流漫滩后,主槽流速减小,滩地流速增大,但主槽流速大,滩地流速小,滩槽之间流速的差别使滩槽交界面上产生剪切力,两部分水流在交界面上发生动量交换,滩槽交界面产生大量次生流、旋涡,并伴随着大量的能量耗散。滩槽的边壁切应力分布不均,尤其是滩槽交界面处。流速和切应力不均匀分布导致了主槽水流含沙量降低,滩地水流含沙量升高。从五方面对漫滩水流特征的研究成果作简要概述。     

考虑滩地横比降漫滩水流二维流速解析解研究

黄河下游河道滩地横比降较大,大洪水时漫滩行洪,滩槽水沙交换剧烈,考虑滩地横比降的影响既符合实际又具有较强的理论意义。漫滩水流流速是研究河流横断面形态调整的重要水力参数,目前对其二维解析解的研究均未考虑滩地横比降的影响。在前人研究基础上,推导出考虑滩地横比降影响的漫滩水流运动方程,拟合无因次横向涡黏性系数计算公式,求解滩地垂线平均流速横向分布的解析解,并利用实测资料进行验证。验证结果表明该解析解可以用来计算滩地垂线平均流速横向分布。     

不同密度滩地植被作用下的复式河槽水流特性

利用刚性竹签模拟非淹没滩地植被,在非对称复式河槽中进行了不同滩地植被密度作用下的水流特性系列试验。结果表明:主槽中心流速符合对数分布,滩地中心流速沿垂向垂直向上分布;主槽和滩地中心垂线平均流速受植被密度影响,垂线平均流速增长率与植被密度呈线性关系;主槽中心横向和纵向的紊动强度均呈S形分布,滩地中心处3个方向的紊动强度均不呈S形分布。     

顺直型与宽窄型复式河道水沙分布规律的比较

本文在总结水槽试验资料的基础上．对顺直型及宽窄相间型复式河道的过流能力、流速及含沙量分布特性进行了比较分析。研究结果表明，两种复式河道的水沙分布具有一定的相似性，但也存在着较大的差别，并对其产生的原困进行了初步探讨。此外，通过比较滩槽流速比及滩槽流量比可以知道．宽窄复式河道的滩槽动量交换较顺直复式河道强烈。     

用流场分析法计算明渠流量

流场分析法不仅可给出明渠的流量，还可给出明渠横断面上的流速分布。较总流量分析法，仅能给出明渠断面平均流速有所改进。     

复式河道漫滩水流计算方法研究

对复式顺直河道和复式游荡型河道中漫滩洪水的计算方法进行了研究.其中，对复式顺直河道，从Shiono-Knight方法出发，将二次流项归并入雷诺切应力项，并将主槽和滩地的流速分布曲线直接相接，推导出一套不需联立求解系数方程组的漫滩水流流速和床面切应力分布的计算公式以及床面平均切应力的解析计算公式；对复式游荡型河道，建立了一种新的上层水流计算方法.文中的计算结果与前人的实验资料基本一致，初步表明文中的方法是合理的.     

滩槽复式断面水流特性的试验研究

采用水槽试验研究复式断面水流流速的横向分布特征、边界剪切应力变化规律以及水力参数对断面过流能力的影响，并得出了滩槽流量分配计算式。     

黄河下游宽河段漫滩洪水作用初析

通过实测资料分析,阐明黄河下游宽河道在持续萎缩的情况下漫滩洪水仍具有较强的淤滩刷槽的行洪特点,指出漫滩洪水造成的滩地淤积主要来自于滩槽水流泥沙的横向交换。通过2002年的调水调沙试验,验证了漫滩洪水可有效增加平滩流量的认识,建议在下游泥沙还没有得到有效控制的情况下允许洪水在一定范围内漫滩,这样从长远来看对防洪是有利的。     

复式河槽流量计算方法比较与分析

复式河槽在洪水漫滩后，直接运用曼宁方程计算过流能力将带来很大误差。本文系统地总结了复式河槽流量计算的各种方法，运用这些方法分别计算整个复式断面的流量和滩槽流量分配，并与英国科学工程研究协会洪水水槽设施 (SERC-FCF)的大量的系列水槽实验成果进行比较。通过比较发现：计算流量时，断面垂直分割法、单一河槽法和等速剖分法误差都很大；而其它方法精度都比较高。运用流量计算精度比较高的方法同时计算流量分配发现：对某一具体断面形态而言，很难准确说哪种方法的精度最高。通过对各种方法的综合分析，建议在计算天然复式河槽过流能力时，采用河槽协同度方法。     

平原感潮河网地区河道洪水对村镇内涝的影响

随着平原感潮河网地区城市化快速发展,下垫面变化落后导致河道泄洪能力不足,河道洪水水位明显上涨,村镇内涝灾害日益频繁,已明显制约当地经济发展。在分析平原感潮河网地区村镇内涝影响因素基础上,以典型村镇为例,通过数值模拟方法分析该地区河道洪水对村镇内涝影响。结果显示50 a一遇与100 a一遇河道洪水分别导致村镇排涝水量减少25.17%,55.24%,排涝水量减少对村镇内部河流洪水过程的影响明显。降雨量增大加剧了排涝水量减少对村镇内涝淹没面积扩大的影响。河道洪水可导致村镇内涝淹没面积扩大22%,加剧了村镇内涝灾情。此研究成果可为该地区村镇内涝风险管理提供参考。     

COMPUTATION OF MOMENTUM TRANSFER COEFFICIENT AND CONVEYANCE CAPACITY IN COMPOUND CHANNELS

The momentum transfer coefficient is an important parameter for determining the apparent shear stress at the vertical interface between the main channel and its associated flood plains,the cross-sectional mean velocity and the discharge capacity in compound channels. In this article,under the Boussinesq assumption and through analyzing the characteristics of velocity distribution in the interacting region between the main channel and its associated flood plain,the expression of momentum transfer coefficient was theoretically derived. On the basis of force balance,the expression of vertical apparent shear stress was obtained. By applying the experimental data from the British Engineering Research Council Flood Channel Facility (SERC-FCF),the relationship between the momentum transfer coefficient with the relative depth and the ratio of the flood plain width to the main channel width,was established,And hence the conveyance capacity in compound channels was calculated with Liu and Dong’s method. The computed results show that the momentum transfer coefficient relationship obtained is viable.     

黄河下游主槽恢复目标研究

维持黄河下游主槽断面良好的形态和大小对保障河道的排洪输沙功能至关重要,而平滩流量是一个能够综合反映主槽形态和大小的指示性因子.本文利用实测水文数据,分析了非漫滩情况下流量-流速关系,认为在非漫滩情况下,尽管平滩流量越大,洪水输沙效率越高,但当平滩流量大于5 000～5 500m3/s后,其单位水量的输沙能力增加甚微;而且,从与未来洪水相适应角度,下游平滩流量也不宜大于5 000m3/s,否则将降低其输沙效率.文章还分析了不同平滩流量对排泄设防大洪水的影响,认为平滩流量达4 000m3/s以上才可基本满足防御大洪水的要求,应作为平滩流量下限.基于此,文章建议将"平滩流量4 000～5 000m3/s作为黄河下游健康主槽的标准.进一步分析了下游汛期水量与主槽的响应关系,认为小浪底水库拦沙期结束前下游平滩流量恢复目标宜为4 000m3/s左右.