高扩散低收缩差动坎气蚀问题初探

高扩散低收缩差动式挑坎流态复杂,存在多个大曲率水气交界面,为多股混掺水流.该文采用k～ε双方程紊流模型,对不同收缩比、挑角差情况下的高扩散低收缩差动式挑坎进行了三维数值模拟,研究收缩比及挑角差对低坎侧墙压力分布的影响,初步探讨侧墙的空化空蚀问题.结果表明:挑坎采用较小的收缩比及挑角差,侧壁产生负压的可能性越小,从而发生...     

低水头水闸下游消力池长度优化研究

低水头水闸下游消力池的水流条件较复杂,水闸出流条件(自由出流、淹没出流)对闸下游的流态和水跃长度影响较大。通过水力模型试验研究,提出了水闸闸门全开敞泄、宣泄最大流量运行条件的下游消力池长度的计算方法:水闸出流为自由出流时,可按现有的水闸设计规范的方法计算消力池长度;水闸出流为淹没出流时,闸下游水跃长度较短或呈无水跃状态,此时,可采用水闸上游为正常蓄水位、闸门控制下泄最大开度泄量计算消力池长度。研究成果可合理地计算和选取低水头水闸下游消力池长度,在确保工程安全运行的前提下,大大节省工程投资。     

基于水文分割法的流溪河干流典型断面非点源污染负荷估算

针对流溪河非点源污染防治较严峻局面,对流溪河非点源负荷进行了研究。2013—2014年,对流溪河干流温泉、牛心岭、人和、河口断面进行了203 d的水质及水量监测。根据监测结果结合水文分割法和平均浓度法对各断面的非点源污染负荷进行了计算,并分析了非点源污染的特点。结果表明:流溪河干流典型断面污染物以NH3-N、TN和TP为主;越往下游,监测断面各指标平均浓度越大,水质越差;上游断面洪水期各主要指标浓度大于枯水期,下游断面则是枯水期各主要指标浓度大于洪水期;监测断面各指标非点源污染负荷占总负荷的比例为44.22%~96.17%,平均为76.99%;从上游往下游,非点源污染物负荷占总负荷的比例在减小;各断面年污染负荷基本上是以洪水期负荷为主,洪水期污染负荷则以非点源污染负荷为主;河口断面污染物年总负荷中,58.74%的TN、67.22%的TP和65.45%的COD来源于非点源污染。非点源污染在流溪河水体污染中占较大比重,对水质影响不容忽视。     

基于惯性耗散法的峡口岬角地形能耗分析

珠江河口峡口岬角地形(或者称"门")是珠江河口典型的高能耗区,研究其消能机制,对于解释珠江河口宏观动力现象,提高对河口动力过程的认识有重要意义。本文设计了峡口岬角局部突变地形的湍流能耗特性物理模型试验,采用Son Tek 16MHz ADV采集了高频流速数据,统计了时均流速及湍流特征量。利用"惯性耗散法"计算了峡口岬角突变地形与明渠水流的湍流动能耗率。峡口岬角地形的突变特征产生明显的形态阻力,本文试验工况引起的紊动强度量值是明渠的2倍到10多倍,湍流剪切应力较明渠水流大近2个数量级,湍流动能是明渠水流的40多倍,湍流动能耗散率比明渠水流湍流动能耗散率大2~3个数量级。从湍流局部平衡及能量传递理论看,峡口局部形态阻力导致时均流速的空间梯度、切应力增大及形成大量更小尺度的涡是湍流能耗率增加2~3个量级的重要原因。     

强风作用下珠江黄茅海河口湾的潮能通量与耗散研究

对于河口营养物质及沉积物输运而言,潮汐和风提供了大量能量来源。基于SELFE模型,建立了珠江河网-河口湾的三维数值模型,分析了黄茅海河口湾在强风及潮流作用下的能量输运及能量耗散问题。研究表明:黄茅海河口湾的潮能沿深槽向上游银洲湖及河道传播,风的作用改变了河口能量通量的振幅和相位,对各断面多潮平均能量通量影响不大。强东北风条件下,总能耗较无风状态下增加0.16~0.8倍。垂向涡动耗散项能耗为总能耗的35%~53%,增大约0.5~1.7倍,底摩擦能耗项能耗占总能耗46%~64%,较无风状态下减少5%。强风的作用使河口区域的单位面积能耗增加,垂向涡动能耗增强,摩擦能耗降低,但不会改变总能耗的空间分布性质。     

采砂引起增江干流下游河床近期演变及水文变异研究

通过河床形态特征及冲淤变化计算,定量分析了近年来增江干流下游河床演变过程,结果表明:增江干流下游近期演变直接受人类采砂活动的影响,其中派潭河口至荔城水位台河道因为长期高强度采砂导致河床严重下切,其余河段除荔城水位台至初溪坝上河段略有淤积外,其他河段亦呈下切的状态;河床地形的剧烈变化引起了河道水动力的变化,如水位流量关系...     

粤东海门岬角动力及取排水工程比选研究

基于流动结构特征进行火/核电厂优化取排水口工程布置,对于提高工程运行效率、降低工程投资有重要意义。本文建立了粤东海门岬角附近海域水域温排水数学模型,对四种类型14个分列式取排水口布置方案进行了比较分析,并提出类似地形、流动结构条件下取排水口的布置原则。结果表明南取北排方案符合粤东沿岸流及海门岬角西侧广澳湾近岸潮流运动规律,是合理的布置方案。防波堤阻隔作用不足以使南取北排方案成立。其他方案不成立原因是取排水口之间的距离稍短,存在一次“短路”现象。     

内凹型和外凸型阶梯陡坡段水力特性研究

根据溢洪道陡坡段坡度的大小,可设置连续的内凹型阶梯和不连续的外凸型阶梯两种形式的辅助消能工,以增大陡坡段泄流的摩阻和跌流,降低流速,增加泄流的消能率。基于水力模型试验,对溢洪道陡坡段坡度1∶1.5的连续的内凹型阶梯和不连续的外凸型阶梯的泄流流态和消能率进行比较和分析。试验表明:在相同陡坡段坡度条件下,不连续的外凸型阶梯数明显少于连续的内凹型阶梯,但单位根数的外凸型阶梯的糙率相对较大,外凸型阶梯陡坡段泄流消能率相应大于内凹型阶梯陡坡段。因此,当溢洪道陡坡段坡度i≤1∶1.5时,若工程布置条件许可,可优先选用不连续的外凸型阶梯,以获得较大的泄流消能率,同时也可以简化阶梯体型、便于工程施工。     

变化环境下东江干流河源至博罗河道糙率分析

东江水文情势自20世纪80年代以来发生了较大的变化。为研究变环境下的河道特性,基于K值分析方法延长了主要水文站水位-流量关系曲线(简称"H-Q"曲线)及用一维数学模型方法反推了不同流量级下的河道糙率数据。结果表明:河源、岭下流量站的高水位H-Q曲线变化不大。东江下游河床下切导致博罗水位流量曲线呈下降趋势。基于K值方法可以得到河源、岭下、博罗水文站相对合理的高流量H-Q曲线。河源至博罗段1999年河道糙率沿程取值0. 025～0. 038之间。部分位置如博罗-剑潭河段、上几角-下几角附近河道糙率较大(超过0. 03),这与床面坡降较大有关。