分流对弯道水流水力特性影响的试验研究

采用先进的三雏声学多普勒流速仅(ADV)对不同分流比工况下穹道水流水力特性进行了试验研究.通过分析比较总结了各种工况下弯道干水槽水流水面形态、流速场分布和表底层水体分流宽度等特性的变化规律.     

常曲率U型弯道水流紊动特性试验研究

采用三维声学多普勒流速仪,对水流三维流速进行了采集,对弯道水流的脉动进行了统计分析,研究了典型断面的紊动强度、紊动切应力、紊动能的分布。试验结果能够很好的揭示弯道水流的三维特性及分布规律。研究成果为进一步研究水流的紊动结构及泥沙的运动机理提供了参考资料。     

分流对弯道水流水力特性的影响

采用平底有机玻璃水槽进行概化模型试验,分析了弯道及取水口附近三维水力特性,对弯道自由水面形态、纵向流速分布、横向环流强度的变化规律进行了研究,同时重点分析了设置取水口后,分流对弯道水流流态的影响,结果表明：分流使弯道水流水面形态发生改变,最终导致弯道断面出现横向环流,弯道取水口口门下游段凸岸侧存在明显的回流区;在取水口上游河段,主流线在弯道中轴线附近摆动,并逐渐向取水口中轴线靠拢,纵向流速总体变化为表层最大、底层最小。     

弯道河段水流流态试验研究

研究采用声学多普勒流速仪对弯道河段水流特性进行了系统的试验研究,全面地分析了水流的三维时均流速及流场等.水流进入弯道后,水面形态和水流结构沿流程逐渐发生调整和变化,形成弯道特有的水流运动规律,具体表现在水面横比降、横向环流、流速重分布及紊动强度等.该研究可为相关的理论研究和工程实践提供借鉴和理论依据.     

三维水流的紊动结构特征

矩形断面中流动的水流，在边壁附近其特征表现为三维性。依据试验资料，论证了笔者提出的水力半径分割原则，在角区附近存在一条雷诺应力为零的曲线，二次流不穿越该线，两个方向相反的二次流分别存在于分割线上、下。在此基础上，从流速分布角度论证了水力半径分割曲线的存在；通过整理试验资料发现，同一根垂线上，当高度越过分割线时，其流速分布曲线偏离对数规律，需用另一区域的对数规律描述。并提出了断面流速的计算方法。     

挟沙水流紊动结构研究现状及进展

系统总结了清水、低含水流和高含沙水流的紊动结构研究现状，包括研究理论与方法、试验手段、现有成果与存在的分歧。提出有待研究的成果。     

低含沙水流紊动结构的实验研究

本文用MicroADV对低含沙水流的紊动结构进行了较为系统的研究，在不同的粒径下，泥沙颗粒对流体流动结构的改变不一致；同样地，相同的粒径在不同的水流条件下，对流动结构的改变也不一样。     

泥沙对水流紊动影响的进一步分析

泥沙颗粒对水流紊动的影响是水－沙两相流运动的重要问题之一。本文针对这一问题，从水流紊动的起因出发，分析了泥沙影响水流紊动的基本途径和方式，结合实验资料，主要对含沙量和泥沙粒径影响水流紊动强度的机理进行了探讨。从不出现尾涡脱落的至少能响应一部分大尺度涡的基本条件出发，得到了泥沙颗粒抑制或增强紊动的判别条件，并得出结论：因含有沙粒、水流紊动存在着被削弱、增强、或局部削弱、局部增强３种情况，表面在不同的     

挟沙水流紊动结构研究现状及进展

本文系统总结了清水、低含沙水流和高含沙水流的紊动结构研究现状：包括研究理论与方法、试验手段、现有成果与存在的分歧。提出有特研究的问题。     

矩形水槽中梯形边墩水流紊动特性试验研究

采用声学多普勒流速仪ADV,对矩形水槽中梯形边墩周围水流紊动特性进行系统的试验研究,并对紊动强度3个方向分量进行了较深入的分析。根据试验数据,通过对柱体周围不同垂直面上紊动强度的分析对比,得出行进水流受到边墩的影响程度,在柱体上游,受到柱体挤压,紊动强烈;在柱体下游,水流从柱体分离,形成逆向回流,紊动强度增大,垂向紊动强度很小,可以忽略。实验可为研究水流紊动结构及桥梁梯形边墩的紊动特性提供验证资料。     

感潮河段弯道水流的水力特性

网走湖水质主要为生物化学污染。论文利用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和咸水温度及深度测量仪(STD),于1996年的4月和8月在该湖出口下游河道的一个180°弯道处分别对三维流速场和咸淡异重流进行了原型观测。结果表明:在4月的融雪季节,从湖里流出的淡水主要为由上游流向下游的单向水流流动,且其流速u为矩形分布,量值与潮位有关;环流流速v与u值密切相关,下层流向指向凹岸。在8月的春潮季节,主要为上淡下咸且主流流向不同的成层异重流流动,且u的分布及流速梯度随着流向的不同而不同。经过观测数据与计算值的比较表明:融雪季节观测的主流和环流流速分布与理论计算值十分接近;春潮季节观测的环流流速表现为:(1)上、下层中的环流方向相反;(2)除过渡流外,环流强度与理论计算值较为接近。含盐度分布特征也因水流条件的不同而不同。     

北运河北关分洪枢纽改建后运潮减河分流试验研究

通过物理模型试验,对改建后北运河北关分洪枢纽的分洪情况及沿程水流变化规律进行研究分析。确定了运潮减河不同洪水频率下的分洪流量,提出了运潮减河满足设计分洪流量时,拦河闸闸上、分洪闸闸下的水位关系;并观察试验段流态、流势变化,分析其对建筑物的影响,提出了重点防护部位。     

驷马山分洪道膨胀土抗剪强度试验研究

膨胀土是一种含有大量亲水性矿物的岩土,湿度变化时有较大体积变化,密度降低,土体的强度亦有较大幅度的衰减.通过对驷马山分洪道膨胀土不同状态下的抗剪强度、残余抗剪强度、反复胀缩后抗剪强度的试验,探讨驷马山分洪道膨胀土的强度特征与规律,并对膨胀土边坡稳定验算如何取值进行讨论.     

依干其人工弯道式引水枢纽的设计

叶尔羌河径流主要由融化冰川积雪与降水补给,因此受季节气温影响极大,主要表现为年内分布极不均衡,春季3～5月只占年径流的7%,夏季6～8月占68.3%,秋季9～11月占18.5%,冬季12～2月占6.2%.洪枯流量变化大,含沙量大,推移质泥沙占年总输沙量的20%左右.人工弯道式引水枢纽可很好地解决引水与排沙的矛盾.在此将依干其渠首的设计做一简要的介绍,供参考.     

弯道中障碍物后水沙运动的试验研究

结合实际的弯道无坝取水工程，对于弯道中存在障碍物情况下的泥沙运动规律进行了模型试验研究，发现障碍物后流速及泥沙淤积分布将受到弯道环流和绕流的双重影响，泥沙运动偏离常规的弯道运动规律，当流量大于某一临界值以后，在弯道凹岸侧将出现普遍的推移质泥沙运动，但由于各级流量下绕流流速数值不同。仅在确定的流量范围内，障碍物后才会产生泥沙淤积。通过观测各流量级下流场及泥沙运动、淤积分布等资料，为取水口位置的优选提供了参考，同时总结了在特定弯道条件下的水沙运动规律。     

下荆江裁弯对荆江洞庭湖影响分析

下荆江中洲子、上车湾河湾实施裁变工程，沙滩子河湾发生自然裁弯，迄今已有２０余年。裁弯后，荆江分流入洞庭湖的水量、沙星锐减、加速了江湖关系变化。根据原型实测资料，对裁弯后荆江河道和江湖关系演变、工程效益和对江湖防洪的不利影响进行分析，指出１９８０年后，荆江河床已处于部淤平衡状态；洞庭湖口洪道和城陵矶－武汉河段泥沙淤２积问题对防洪影响较小，并对三峡工程运用后，进一步贯彻“江湖两利”方针，提出建议。     

弯段溢洪道导流墩联合糙条消能工水力特性试验研究

由于弯道离心力与边墙的作用,导致溢洪道内产生水面超高、横向冲击波等问题。为了充分体现加设导流墩糙条后对溢洪道内水力特性影响,通过对曲率半径与底宽比值为2. 2的60°弯段溢洪道试验研究,得到了不同试验方案下溢洪道各典型横断面的水深与水流动力轴线分布规律。结果表明:导流墩布设位置和个数均可以一定程度地改善溢洪道内水面结构形态,单一形式导流墩对弯道内水面结构改善效果不如导流墩和糙条联合布置形式; 5组试验方案最大水面差及最大水深在1/5～2/5弯道横断面和4/5弯道横断面相邻上下游位置发生频率较大,且导流墩糙条联合方案的水流动力轴线更趋向弯道中轴线;相比同类消能工,导流墩糙条联合形式布置在弯道内更加节约工程造价,且施工较方便,可为实际工程设计提供理论参考依据。     

阜新市引白水源工程引水防沙试验研究

本文叙述了阜新市引白水源工程浑水动床模型的试验结果。试验按照爱因斯坦泥沙理论进行的模型设计， 使坝前含沙量及其颗粒级配随时间和空间的分布得到了较好的模拟；特别是由于采用了木粉来模拟悬移质，使多沙 河流的“揭河底”现象在模型中得到了模拟。     

引水济湖工程措施的生态环境影响评价方法

在湖泊引水方案和二维环境流体动力学模型影响预测计算结果的基础上,提出引水后湖泊环境生态影响预测评价方法:①从湖泊水景的自然度、自净(健康)度、景观度、亲水度、连通度5个方面,构造了引江济湖工程对湖泊生态-环境-景观综合影响指数评价法;②从水环境质量、生物多样性、防洪排涝、景观生态结构等方面应用质量指标法进行工程对湖泊健康综合影响评价。实例应用表明,两种评价方法可以对湖泊引水影响效果进行科学评价,结论也比较一致,为正确实施引水济湖方案提供了科学评估方法和依据。     

急弯段闸孔出流的弯道水流特性研究

在河弯处修建水工建筑物时,研究弯道水流特性对水工建筑物布置的影响十分重要。采用RNCκ-ε紊流模型对急弯段闸孔出流的弯道水流进行了三维数值模拟。通过模拟计算,比较分析了急弯段不同闸位、不同流量条件下闸孔过流时的流速分布、紊流动能、压强分布和环流等相关水流特性与变化规律。分析研究结果表明,闸坝位于弯道上游时,弯道对闸坝过流的影响最小,但需对闸坝下流弯道凸岸岸坡附近区域采取一定的防护措施;闸坝布置在弯道中游时,过闸水流受弯道的影响最小,闸室水流的稳定性、闸门的工作安全以及闸墩的空蚀破坏都是实际工程中需要注意的重点。数值模拟验证与物理模型试验结果吻合较好,计算精度较高,能够满足相关计算研究要求。