渠道糙率研究的重要意义

掌握渠道实际糙率,可以明确渠道实际输水能力,对于指导调度运行实现科学调度、安全运行、充分发挥效益,具有重要的意义。工程设计时糙率的选取对工程建设规模及工程投资有很大的影响,通过对当前水利工程施工技术能力、施工技术水平、科学的施工质量监控手段及科学的工程管理水平等条件下已建工程的研究,掌握现有渠道的实际糙率,为今后混凝土预制板衬砌渠道在设计糙率的选取方面提供技术资料。     

混凝土渠道糙率原型观测

糙率是渠道水力设计的关键技术参数之一，其值的准确选取决于已建工程原型观测成果的类比。选择3条不同衬砌特性的混凝土渠道进行糙率原型观测，对观测方法及步骤做了较详细描述；计算出了3条渠道的糙率，对其存在误差进行了分析探讨，可为今后进一步开展相关课题研究积累经验并供同行参考。     

引黄渠道的糙率

本文以冲积河流的阻力理论为基础,结合引黄渠道的糙率实测资料,分析了引黄渠道的糙率特征.分析表明,现有的引黄渠道设计选用糙率普遍较实际值偏大.在此基础上,作者对引黄渠道的设计糙率选择提出了一些看法.     

骨干渠道糙率取值合理性测试研究

在满足试验段选取原则的基础上,选取了不同断面形式与砌护材料形式的7个典型渠段进行渠道断面几何参数与水力要素原型监测试验,利用曼宁公式对实测数据进行计算得出渠道实测糙率,将单一衬砌材料糙率结合复合渠道设计与实测数据进行加权平均,计算得出两组糙率数值,并与实测、设计糙率进行对比,结合试验段具体情况对率定糙率值偏大的原因进行了分析。结果表明:率定糙率值偏大的主要原因为断面几何尺寸不标准、渠底比降不连续和渠道淤积。最终得出宁夏引黄灌区不同衬砌材料渠道的糙率,并结合国家及地方规范给出了各种砌护材料糙率的设计取值范围,为宁夏引黄灌区渠道设计糙率选取提供了依据。     

北疆供水工程混凝土预制板渠道糙率分析研究

文章以北疆供水工程总干渠多年运行观测资料,利用数理统计方法分析研究渠道混凝土预制板的实际糙率,为类似工程设计时糙率系数取值提供参考。     

衬砌渠道糙率取值方法的研究

本文为"河套灌区衬砌渠道综合糙率及冲淤问题的研究"项目的部分研究成果,主要对目前河套灌区骨干渠道的非均质防渗衬砌结构(全断面PE膜防渗,两侧边坡用预制混凝土板护面,渠底为素土保护)的糙率进行了测试,同时对均质混凝土衬砌渠道、土渠的糙率进行了测试,提出了不同衬砌渠道结构形式糙率的取值范围和经验公式。     

糙率变化对明渠水深影响的探讨

糙率对于明渠水力计算有着重要的影响。工程设计中常采用查表法选取渠道糙率,增大了糙率取值的随意性。通过模拟计算与分析,探讨糙率对明渠水深的影响,同时对明渠上下游断面不同糙率的水面衔接问题进行了分析。结果表明:在相同流量情况下,明渠断面越小,糙率对渠道水深的影响越大;在相同流量、相同明渠断面情况下,渠道底坡越小,糙率对渠道水深的影响越大;在明渠断面相同的情况下,流量越大,糙率对渠道水深的影响越大。     

衬砌渠道复合糙率原型观测与分析

在宁夏引黄灌区河东灌区选取具有代表性的秦渠开展复合衬砌材料渠道的糙率原型观测,根据断面几何尺寸、渠底比降观测数据,利用曼宁公式率定不同水深和流量条件组合下的渠道糙率。按照不同材料占湿周的比例,分别利用国家和地方标准规定的现浇混凝土、预制混凝土板和卵砾石材料推荐糙率计算衬砌渠道复合糙率,并与现场实测反算的糙率进行对比,取得了较满意的效果,并提出卵砾石材料建议糙率取值为0.026~0.028。     

模袋混凝土渠道糙率影响因素数值模拟研究

以模袋混凝土衬砌渠道为研究对象,使用FLUENT数值模拟软件对测流渠道建立二维模型,加载速度、压力和壁面粗糙度等边界条件,模拟渠道的流场,得出同一流量时不同水深的断面流速分布图。研究流量、流速与糙率的关系,以期在实际工作中为正确选择糙率系数提供依据。结果表明:对于模袋混凝土衬砌渠道,流速和流量是糙率的影响因素,通过数据相关性分析,糙率与流速、流量成负相关关系;沿渠底向水面的方向,流速逐渐增大,但是最大流速发生在水面以下,并且横向水流从渠道边壁向中央流动,导致较大流速集中在中间区域。     

衬砌渠道糙率真取值方法的研究

本文为“河套灌区衬砌渠道综合糙率及冲淤问题的研究”项目的部分研究成果，主要对目前河套灌区骨干渠道的非均质防渗村砌结构（全断面PE膜防渗，两侧边坡用预制混凝土板护面，渠底为素土保护）的糙率进行了测试，同时对均质混凝土衬砌渠道、土渠的糙率进行了测试，提出了不同衬砌渠道结构形式糙率的取值范围和经验公式。     

利用正态分布方法对糙率数据统计分析

通过利用正态分布方法对11 a的糙率数据进行统计分析,较准确地总结得出了北疆某供水工程研究混凝土预制板衬砌渠道实际糙率取值范围0.012～0.015。     

观音岩水电站三期截流设计与施工

观音岩水电站三期截流方式为导流明渠截流。由于导流明渠采用混凝土衬砌,糙率小,截流抛投材料难以稳定。因此,该设计与施工方案从招投标阶段到现场施工阶段进行了优化,在最截流困难时采用大块石串凸出上游挑角进占,既经济又保证了三期截流的圆满成功。     

预应力钢筋混凝土管输水阻力测试分析

作为南水北调天津干线的前期工作，在天津市新地河泵站，对管径1．6m的预应力钢筋混凝土管（PCCP）进行了输水阻力测试，测试流量范围3～7m^3／s，共测试13组数据，据此计算出PCCP的当量粗糙度k值和糙率n值。实测表明，k值不随水头损失hf和雷诺数Re变化。根据测试出的k值，可进一步推算不同管径的糙率n值。测试结果表明，现代混凝土构件的表面糙度与传统相比有了很大变化，PCCP-E型管的k值已接近于管内壁涂敷涂料的k值。     

基于原型观测的输水渠道糙率取值及变化分析

为了研究长距离渠道糙率的合理取值,依据北疆输水工程总干渠2011—2016年逐日水位、流量数据,采用曼宁公式反算典型断面糙率,并构建一维非恒定流水动力模型对渠段糙率进行校核,分析长距离渠道糙率在渠段间的差异及边壁粗糙度随运行时间的变化情况。结果表明:断面的实测糙率与顺直渠段糙率相符,总干渠顺直段糙率在0.015～0.016,弯道明显的渠段,弯度校正因子在1.15～1.50,大小与弯道复杂程度相关;渠道糙率随运行时间呈增长趋势,总干渠等效粗糙度中期运行的年增幅约为18.54%。     

黄河山东段河床糙率分析

在洪水演算、河道冲淤计算中糙率起重要作用。本文利用历年实测资料，对黄河山东段主要断面的滩、槽及全断面糙率值进行了对比，分析了不同类型河段糙率特性以及糙率与有关水沙因素之间的关系。     

Parameter estimation in channel network flow simulation

Simulations of water flow in channel networks require estimated values of roughness for all the individual channel segments that make up a network. When the number of individual channel segments is large, the parameter calibration workload is substantial and a high level of uncertainty in estimated roughness cannot be avoided. In this study, all the individual channel segments are graded according to the factors determining the value of roughness. It is assumed that channel segments with the same grade have the same value of roughness. Based on observed hydrological data, an optimal model for roughness estimation is built. The procedure of solving the optimal problem using the optimal model is described. In a test of its efficacy, this estimation method was applied successfully in the simulation of tidal water flow in a large complicated channel network in the lower reach of the Yangtze River in China.     

复式河槽综合糙率计算方法比较与分析

综合糙率是复式河槽水力计算的一个重要参数。本文系统地总结了推求综合糙率的各种典型方法，包括Pavlovskij方法．Einstein-Banks方法，Lotter方法，Krishnamurthy-Christertsen方法以及Dracos-Hardegger方法。运用277组复式河槽水槽实验资料和野外实测资料，验证了上述各种方法的有效性。通过比较和分析，发现这些方法都不适用于估算复式河槽综合糙率。本文对这些方法产生误差的原因进行了分析，并指出产生误差的原因在于前四种方法忽略了滩槽动量交换；后一种方法虽然考虑了动量交换，但该方法并不普遍适用。本文对现有资料的分析，提出了一个滩槽糙率相同情况下的复式河槽综合糙率关系式。     

河岸糙率对明渠宽深比影响的研究

研究了河岸河床相对糙率对明渠宽深比的影响。根据定床渠道、临界渠道和动床渠道3种类型渠道,采用最小能耗率原理,分别构建了宽深比计算的优化模型。结合综合糙率公式,利用条件极值问题优化计算方法,得到了不同类型渠道条件下的宽深比与河岸河床相对糙率之间的定量关系。分析计算结果表明,定床明渠随河岸糙率的增大,宽深比增大;而临界渠道和动床渠道随河岸糙率的增大,宽深比减小。河岸糙率大于河床糙率时,定床渠道为了降低河岸高糙率对流量的影响,从而宽深比增大;而临界渠道和动床渠道,由于河岸糙率大时其抗冲能力大,因而宽深比减小。这些结论可供明渠水力设计时参考。     

淹没状态下河道植物偏斜高度与糙率的关系

利用室内变坡水槽,模拟了复式河道滩地3种植物对漫滩水流的干扰作用,并借助声学多普勒测速仪(ADV)施测了不同垂线、不同测点的瞬时流速,计算了不同条件下的河道糙率。基于水动力及植物柔性变形分析,建立了淹没状态下的植物河道糙率计算的基本关系,反映出糙率值不仅与水流动力条件有关,还与植物类型、淹没高度、布置及其自身力学性能有关,同时,利用试验资料及理论分析成果,进一步获取了植物河道的附加糙率值,借此分析与评价河道植物对水流阻力的影响程度。     

基于 MIKE21 FM 的南渡江河口段行洪能力分析

为预测并分析滨江西带状公园建设后对南渡江河口段行洪能力的影响,基于MIKE21FM水动力模块,建立了南渡江河口段平面二维水流数值模型。首先结合水文站实测洪水资料,对河口段河道、滩地糙率参数进行率定与验证。将公园模型概化为局部阻力修正和局部地形修正两种方式,然后分别模拟计算三种潮洪组合工况下河口段水面线和流场变化。计算结果表明,两种概化方式计算结果基本一致,公园建设后河道地形和糙率发生变化,导致水面线壅高和主流流速加大。阻力修正法计算的水面线壅高值稍偏大,但仍低于左右岸防洪堤设计水位,没有降低南渡江河口段防洪能力。司马坡岛附近局部出现高流速区,有必要采取相应的防冲措施。