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相似文献
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1.
含水生植物河道曼宁糙率系数的试验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
水生植物是河流生态系统的重要组成部分,但水生植物的存在使得水流阻力增加,河道行洪能力降低,开展含水生植物河道曼宁糙率系数的研究,对河流生态综合治理具有重要意义。本文基于对含淹没柔性水生植物水流的室内水槽系列试验和量纲分析理论,分析了植物挺立度、相对淹没高度及相对密植度对河道曼宁糙率的影响,给出了淹没状态下含柔性水生植物河道的通用等效曼宁糙率系数经验公式。  相似文献   

2.
明渠均匀流的摩阻流速及流速分布   总被引:16,自引:1,他引:15  
刘春晶  李丹勋  王兴奎 《水利学报》2005,36(8):0950-0955
在水槽系统上对明渠恒定均匀流进行了系列实验,利用实测流速资料,对明渠均匀流摩阻流速的各种方法(雷诺应力法、对数流速分布法、阻力平衡法等)的计算结果进行了对比,并分析了流速分布。结果表明:(1)利用阻力平衡法计算摩阻流速时应考虑边壁影响;(2)包含尾流函数的对数-尾流公式比单一对数公式可以更好的符合实测数据。用单一对数公式描述垂线流速分布时,应采用较小的Karman常数;(3)现有大量明渠均匀流实测资料中,用常用的Karman常数(x=0.4)时单一对数公式仍可以较好的表示全水深流速分布是因为采用了较大的摩阻流速。  相似文献   

3.
针对明渠垂线流速分布测量样本容量对对数公式拟合的影响问题,通过水槽试验,应用激光多普勒测速仪,在0.2倍水深内布设110个点进行垂线流速测量;按相对等距原则,从110个测量数据中共生成11组不同样本容量的流速系列进行统计分析。结果表明:试验测得的垂线流速分布符合对数公式;对数公式拟合所得的摩阻流速、积分常数及其统计变量相关系数和变差系数随样本容量大小的变化而变化,当样本容量逐渐变大时,渐渐趋于稳定,符合统计理论的大数定律;合理反映垂线流速分布变化的试验,其测点需要一定的样本容量;试验得到的垂线流速在间距分布比较均匀的条件下,0.2倍水深内所需样本容量为50左右。  相似文献   

4.
粘性泥石流流速计算方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
泥石流流速是泥石流动力学分析中最为重要的参数,以曼宁公式为原型的泥石流流速计算公式正被广泛的用于泥石流动力学分析及工程防治设计.然而由于曼宁公式中,对糙率系数的选取带有很强的主观因素,从而导致曼宁公式的泥石流流速计算值与实际相差甚远.本文首先较为全面地分析了影响曼宁糙率系数的6方面因素,并将这6方面的因素归结为外部沟道边界条件和粘性泥石流流体内部特征两大方面;然后基于上述分析分别构建了关于泥石流外部糙率和内部糙率的具有明确物理意义的无量纲综合影响因子,从而提出了粘性泥石流综合糙率系数的数学表达式;接着以东川泥石流观测站的21组观测数据对待定参数进行了率定,从而提出了粘性泥石流综合糙率系数的计算表达式,并将公式计算结果与实测数据进行了比较,结果令人满意;最后以综合糙率系数表达式完善了粘性泥石流流速计算公式.  相似文献   

5.
含植物水流运动规律是研究黄河下游滩区防洪的重要内容。通过开展水槽试验,测量不同水深、比降、含沙量条件下的流速分布,研究了黄河下游滩区代表性植物作用下的水流动力特性及阻力变化规律。研究结果表明,植物在非淹没情况下,纵向流速随相对水深增加,表现为先增后减;在淹没情况下,纵向流速沿垂向呈三区“S”形分布特性;相对紊动强度的沿垂线分布特点与纵向流速基本一致,但含沙量越大,水流纵向紊动强度越小。在相同比降条件下,植被糙率随佛汝德数的增加而减小;而佛汝德数一定时,植被糙率与比降成正比;相同比降条件下的植被糙率随含沙量的增加而减小。  相似文献   

6.
郭永鑫  郭新蕾  杨鹏志  付辉  王涛 《水利学报》2019,50(8):1021-1028
管道水力摩阻系数的合理取值是输水工程经济、高效运行的关键,尤其是当前广泛采用的大口径输水管道。然而受内壁粗糙度、管径D、流速V、水温T等诸多因素的影响,水力摩阻系数取值存在较大的不确定性。本文对常用摩阻系数进行了系统的敏感性分析,研究表明:同种管材的海森-威廉系数Ch和曼宁糙率系数n均随管径D增大而增大,并且曼宁糙率n的相对增幅远大于海森-威廉系数Ch,当前设计中忽略管径D对曼宁糙率n的影响是造成部分工程水头损失计算误差较大的原因之一。海森-威廉公式对不同管径的适应性优于谢才-曼宁公式,工程设计如采用谢才-曼宁公式,需考虑管径和流速对曼宁糙率n的影响。上述成果可为管道输水工程的设计、运行和管理提供参考。  相似文献   

7.
粗糙床面明渠水力特性研究   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
粗糙床面非均匀流的水槽试验表明,非均匀流断面的垂线流速分布需用两个对数公式分别描述;粗糙床面的流速分布较光滑床面不均匀;非均匀流的紊流度分布随相对水深的增大而趋于均匀;粗糙床面非均匀流糙率系数的变化规律与光滑床面近似。  相似文献   

8.
含淹没植被明渠水位及糙率变化试验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用概化水槽试验研究了在不同植物间距、水流条件下,含淹没植被明渠水位、曼宁糙率系数的变化特征,给出了含淹没植被明渠的糙率经验公式.试验结果表明:相同的流量、水深条件下,明渠的水位壅高值和水面比降均随植物间距的减小而逐渐增大,当植物枝叶相互间贴近或交叉时,植物对明渠水位、比降的影响程度相对较大;水深基本相同、植物排列方式相同的情况下,随着流量的增加,水面比降基本呈线性增大趋势;水深相同的条件下,含淹没植被明渠糙率受水流流速的影响较小.  相似文献   

9.
在梯形平底水槽中,用塑料草模拟了沉水植物对水流的影响。结果表明:(1)流速不同、相对植物高度不同的情况下,植物对流速的影响是不同的;(2)含沉水植物的水流垂向流速分布曲线存在一条流速分界线,在其上部流速变大,下部流速变小,流速分界线在植物冠层以上,在相对水深h/H=0.3附近;(3)两株植物叶片之间是否有交叉重叠对水流的阻碍作用是有区别的;有交叉重叠时会额外增加水流阻力;在流速分界线以下,叶片有交叉重叠时流速减小幅度较大。  相似文献   

10.
本文根据矩形水槽试验,表明:对于整个断面的各垂线流速分布可划分为底部内区、外区和表面区。底部内区流速分布可用对数公式表示;外区和表面区可用二次抛物线公式表示。宽深比和边壁糙率不影响各区垂线流速分布公式的形式,但影响各区的范围。  相似文献   

11.
为了得到更为客观科学的泥沙基本活动规律,利用有压矩形管进行了细颗粒泥沙起动试验。试验结果表明,管内水压力对细颗粒泥沙的起动有重要影响,水压力越大,管中泥沙起动断面平均流速和起动切应力越大。根据有压矩形管的水流分布特性和水压特点,将矩形管中水流转换为普通明渠水流,转换得到的明渠中泥沙起动垂线平均流速与试验矩形管中泥沙起动断面平均流速基本相同,验证了利用有压矩形管进行细颗粒泥沙起动流速试验的可行性和代表性。在试验矩形管与实际明渠的泥沙起动流速转换过程中,并未考虑不同水柱高度下曼宁糙率系数的变化,这方面还有待进一步研究。  相似文献   

12.
为探明含浮帘群水流的阻力特性和各阻力参数计算方法,对不同间距、不同高度浮帘群在不同恒定均匀明渠流中的阻力特性开展了92组水槽试验。通过拟合水面线获得水力坡降,探讨浮帘拖曳力系数、曼宁糙率和达西韦斯巴赫阻力系数的变化规律。研究结果表明:浮帘群布置存在临界间距,此时浮帘间的相互干扰作用几乎消失;浮帘群消能增阻作用明显,其拖曳力系数在不同水流条件下变化较小,取值介于1.60~2.05之间;曼宁糙率主要与浮帘相对高度及浮帘分布密度有关,并获得了曼宁糙率的修正计算方法;达西韦斯巴赫阻力系数可由浮帘相对高度、浮帘分布密度及浮帘雷诺数组成的拟合公式获得。  相似文献   

13.
The evolution of the overland flow velocity along the distance downslope on smooth and granular beds in different cases is investigated by means of the electrolyte tracer via flume experiments.The results demonstrate that a non-uniform flow regime and a uniform flow regime exist in the development process of the overland flow.Owing to the different attributes of beds’roughness,the position of those zones with different flow regimes varies correspondingly:(1)the overland flow on granular beds enters into the uniform regime much sooner,additionally,the roll waves tend to appear because of the presence of the proper flow resistance imparted by the roughness(coarse sands),and large slopes(20o and 25o)which makes the flow velocities and depths to undulate spatially.Furthermore,the flow resistance of the overland flows with different roughness elements,that is the non-sands,the fine sands and the coarse sands,is calculated.A quadratic interpolation method of the third order accuracy is employed in the calculation of the longitudinal flow resistance.The results show that it is rational to use the bed slope to approximate the hydraulic energy slope over a relative small roughness(the present roughness),however on the other hand,if the mean flow velocities and depths rather than the local parameters are used to calculate the flow resistance,a considerable error will be induced within the non-uniform regime of the overland flows,including the acceleration zone and the roll-wave zone.  相似文献   

14.
Accurate estimation of flow resistance restricts the quality of the hydraulic model performance. In this study, we try to investigate the seasonal dynamic of the Manning’s roughness coefficient (n) based on the one-dimensional hydraulic model HEC-RAS in a German lowland area. We set up four river section models based on the 1 m digital elevation model and field measurements, in which the seasonal roughness factors were calibrated and validated with the gauge record. The results revealed that: 1) the Manning’s n varied from 46% to 135% from the base value in autumn; 2) adopting the seasonal roughness factor improved the quality of the model output; 3) the vegetation condition and water elevation dominated the Manning’s n in summer (April–September) and winter (October–March) half year respectively. Water temperature increased the flow resistence in winter half year; 4) the peak value of Manning’s n appeared in late summer due to the highest biomass, while the minimum roughness occurred in early-spring because of the combined influence of low biomass, high water level and relatively higher temperature. The involvement of seasonal roughness factor improved the model performance and the results are comparable to the previous research of the same area.  相似文献   

15.
本文认为地表径流在汇流过程中由于流域坡面上地质层理走向、人类耕作活动、天然植被分布等一系列影响使坡面不同方向上具有不同的曼宁糙率系数取值,从而对栅格单元内地表径流向下游各栅格单元的流量分配产生影响,基于这一认识本文提出矢量糙率的概念,并在分析以往模型的基础上,利用一维圣维南运动波方程结合曼宁方程建立了考虑糙率因素的栅格单元间地表径流流向及流量分配模型.经试验流域应用检验,该模型能更精确地模拟降雨径流过程.  相似文献   

16.
This study investigated the flow around river’s floodplain single groynes. Two different compound channels with one and two symmetrical floodplains having widths of 1- and 2-times of the main channel width, respectively, were used. Both impermeable and permeable groynes with three different relative lengths (relative to the floodplain width) and having three different permeability values of 40, 60, and 80% were investigated. The 3D flow velocities were measured in the horizontal plane at 0.25 and 0.5 of floodplain water depth (hf), and in the vertical plane at the main channel’s centerline. Therefore, the flow velocities in the longitudinal, lateral, and vertical directions, and the flow water surfaces were measured and analyzed. The results showed that, as the groyne permeability increased up to 60%, a reduction of up to 30% to the maximum velocity and 22% to the tip velocity were observed. The permeable groyne length had limited influence on the flow structure. Both the groyne permeability and the length ratio had significant effects on the floodplain water depth. The scouring and the deposition activities resulting from impermeable groynes can be avoided, should the groyne length be kept below half of the floodplain width.  相似文献   

17.
河口海岸近底层潮流速分布模式初步研究   总被引:3,自引:1,他引:2  
许多现场实测资料表明,潮流近底流速剖面偏离传统的对数分布。虽然偏离值可能不大,但利用对数剖面去计算河底粗糙长度和剪切应力时会引起较大的误差。有研究者的数值试验表明,如果通过流速是对数分布来估计粗糙长度和底部切应力,偏差可能超过100%(Kuo等,1996)。本文从流体动力学原理出发,利用Prandtl混合长度和Von Karman自相似理论,建立河口海岸近底层潮流速分布的对数线性模式。通过对英国大陆南部西Solent水道实测水流垂向分布进行枚举粗糙长度z0结合最小二乘法拟合,并将计算结果与传统的对数模式的结果比较,表明本文模式有以下优点:①精度高,计算值更接近实测值;②所确定的粗糙长度z0和摩阻流速u*的相关系数更高,且两者在相位上更趋一致。  相似文献   

18.
从单相介质到双相及三相多孔介质,通过研究Rayleigh波波速与体波波速之间的关系,得到了三种介质下半空间表面Rayleigh波存在所需满足的条件,以及分析了其理论求解过程之间的联系与差异。对由两种不同定义式得到的平面弹性波传播速度进行了理论分析,并以双相多孔介质为例,通过数值计算直观地对两者进行了比较,结果表明:(1)对于快纵波(P1)、剪切波(S),两种传播速度随频率的变化曲线(即弥散曲线)重叠;(2)对于慢纵波(P2)、Rayleigh波,两条弥散曲线分离,两种传播速度在数值上存在一定差异;(3)两者随频率的变化趋势基本一致。弹性波波数虚部与实部的比值的数值计算结果验证了上述结论。  相似文献   

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