北方河流冰期水流阻力分析

本文通过由流速分布推求冰期河道冰盖糙率系数,提出了由流速分布推算冰盖及河床糙率的计算方法,同时考虑冰盖影响区与河床的流速分布,确定最大流速位置,阐述了冰盖对水流的阻力是研究河道冰情演变及其运动规律的依据.并对河道冰期形成冰盖,其阻力使河道水位升高、过流能力降低、水位流量关系改变.流速分布推算冰盖及河床糙率的计算方法进行了分析.为北方地区基层测站的冰期测验工作提供参考.     

流速仪流量测验误差分析及解决办法

流速仪流量测验误差的来源虽繁多,但主要可分为五类:流速误差;测深误差;测深垂线与测速垂线在断面上分布的代表性;相应水位误差;河床中淤变化的影响.     

对垂线时均流速分布公式的探讨

一、导言对垂线流速分布的研究,是了解河道水流特性的重要一环。这不仅对研究泥沙运动、河床演变等所需;而且在水文测验中,为了解测站特性、改进测验方法,提高测验成果精度,也同样有着极为重要的意义。由于流速分布的规律,特别是河道流速分布的规律很复杂,尽管研究的时间很长,经验、半经验以及理论、半理论公式,型类繁多,但能符合河流实际情况的,却为数甚少。在实际使用中,勃兰特半对数形式流速分布,有较为严密的理论基础,结构简     

变动河床水文测验断面借用体系的适用性研究

为分析变动河床断面变化及其主要影响因素,快速获取河道断面过水面积,提高洪水过程流量测验的时效性,以黄河干流龙门、吴堡两站为研究对象,利用随机森林算法、水深代表垂线法等对洪水过程中的断面冲淤、形态变化与水位、流速及流速横向分布进行了回归分析,建立了洪水过程断面形态预测模型。以断面流速分布为参照,科学合理地预测过水断面水深及流速分布,快速计算实时流量,并构建了适用性较强的断面借用技术体系,有效提高了现代测验技术条件下流量测验的时效性。     

ADCP与流速仪在洋山港的比测分析

声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,缩写ADCP)是1982年国际上发展的一种新的流速测量仪器.该仪器利用声学多普勒原理测量水流速度剖面,具有测验时间短、分辨率高、精度好、资料完整、信息量大的特点,特别适合于流态复杂条件下的测验,与传统的流速仪相比具有更高的测验效率.根据声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和传统流速仪在洋山港大量比测测验资料,用数理统计方法和公式,对各项比测误差与精度进行统计与分析.分析结果表明,ADCP测验速度快、精度高,具有常规流速仪不可比拟的优越性.     

堆积体对上游附近河道三维流速分布影响的试验研究

堆积体的存在易对河道的水流流速产生影响。通过水槽试验,采用ADV观测堆积体附近的三维流速。通过控制流量大小,研究堆积体作用下河道三维流速沿堆积体上游临近横断面的分布规律。试验结果表明:①流量相同时,流速受堆积体形态影响。离河床越近,三维流速沿横断面的分布曲线:顺水流方向流速u的趋势线越陡,指向右岸一侧流速v和垂直河床向下流速w的峰值越向堆积体在横断面的投影线靠近。v由天然情况下趋于0的直线变成离河床越近,流速峰值越大,两岸流速越小的下抛物线。w在河床附近,曲线呈“勺子”形态,远离河床,曲线失去“勺子”形态。②随着流量增加,同一流层上,u流速增大,流速沿横向的分布越不均匀,曲线越陡。u流速方向和v流速方向的夹角θ,在离左岸(堆积体一侧)大约1/2堆积体半径时取得最小值。离左岸越远θ值越大,直至离左岸45 cm后θ才恢复天然值90°。研究成果可为河流防护和治理工作提供技术支撑。     

EKL型水文缆道设备观测资料的对比分析

近几年来,新疆伊犁水文水资源勘测局先后引进6台EKL型水文缆道设备,并分别应用于不同特性的河流,选择沙质河床和卵石河床组成断面的四个水文站进行测深、测宽及流量比测试验,通过对EKL设备的测深、测宽功能及流量实测资料进行统计分析计算,分析了该设备在沙质河床和卵石河床河流上的应用。通过分析得出:河床组成和河床质的分布对测深的影响较大,河床质粒和分布不同,对断面面积测验的影响不同,测宽误差对流量测验精度的影响不大。     

渗流仪影响的二维和三维数值对比研究

运用计算水力学的基本理论,利用COMSOL地下水模拟软件,分别用二维和三维模拟研究了在不同水流条件下,在测量区放置和不放置渗流仪装置两种情况时,河床界面的压力分布特性和区域潜流通量的大小变化规律.模拟结果表明:三维模拟比二维模拟更能准确地反映出河床界面上的压力分布特性;地表水流速越大,渗流仪结构对局部流态的影响越大;特定地形条件下,地表水流速与潜流通量并不呈正相关关系.     

EKL缆道在山溪型河流的应用

EKL型水文缆道在山溪型河流水文测站安装使用几年以来，结合山溪型河流测验断面流速较大、河床组成主要以卵石河床为主的特点，对该设备在测深、测宽及流量测验精度方面进行对比试验．认为该设备能在山溪型河流应用。     

基于船载式浮动平台的ADCP垂线流速分布测验研究

江河湖泊等自然紊动水体流速数据对水环境和生态研究具有重要意义,针对当前ADCP使用的现状,开展了基于船载式浮动平台的ADCP垂线流速分布测验研究。基于不同水流条件下的现场测验数据,分析了浮动平台上获取数据的可靠性,并对比了脉冲相干和非相干2种测量方式获取的垂线流速分布数据。结果表明,在船载式浮动平台上应用ADCP测验垂线流速分布是可行的。在浅水区,脉冲相干测量方式的精度和垂线的分辨率都较非相干测量方式有显著提高,应尽可能采用脉冲相干测量方式。测验研究结果可供这类浮动平台上ADCP流速测验提供借鉴。     

水文站高洪测验水面流速系数分析研究

1水文站高洪测验的种类及原理1.1测验方案的种类我省水文测站多分布在山溪性河流上,水情复杂、水流湍急、含沙量较大、水面漂浮物较多。由于测验设施标准不高,流速仪实测困难。实践中,水文站高洪测验方案多用简测法,概括起来可分:①浮标法,②流速仪水面法,③电波流速仪法。1.2测验方案的原理1.2.1浮标法浮标法测流是借助浮标从上断面投放经过一定时间流到下断面,测得河道水体表面相应点虚流速,借用邻近实测     

声学多谱勒流速剖面仪流量测验精度分析

介绍了声学多普勒流速剖面仪测流技术的测流原理,并在黑河莺落峡水文站龙电渠测验断面与传统流速仪进行了对比测量。结果表明：①采用声学多普勒流速剖面仪测量流量,能够达到实时监测的目的,但在流沙河床、有磁场影响和水深较小的情况下测验精度不高,同时,在测量断面必须有桥或相应的牵引设备方可进行施测,使用时必须准确输入仪器工作所需的测量断面的有关参数;②采用声学多普勒流速剖面仪测量流量时,在平均水深小于2m的河流(或渠道)上,单元高度设置为10cm比设置为26cm的测验精度高;③测船航行速度越慢,往返测量的误差越小,流量测验精度越高,和流速仪法测量结果之间的系统偏差越小。     

基于数值模拟的平原河流弯道生态治理研究

建立基于有限体积法的平面二维水动力模型对海河流域鲁北平原典型河流弯道进行数值模拟,模拟研究不同流量和不同河床形态条件下河流弯道水流流速,并根据流速与河床冲淤关系分析不同工况下河床、河道边坡的冲淤变化,选出适宜河流弯道生态治理的河床形态,即在原始自然河床基础上进行拓宽、保持自然状态的河床形态。该河床形态的弯道流速梯度小,可以减缓两岸流速分布的不均匀性,水流动力轴线趋于河道中心线;水流流速分布趋于平缓,水面横比降小,弯顶下游低流速区域小,可以减少泥沙淤积。结合土壤生物工程技术,根据弯道水流模拟分析结果,提出平原区典型河流弯道生态治理的布设方案:弯道处河床只添加生态丁坝,或在主河槽处添加高度为15 cm及以下的潜坝。治理方案模拟结果表明添加生态丁坝可以较好地改善弯道水流流场。     

用LJZ型罩管底速仪在天然河道中施测底速

流速的垂线分布是水文测验中的一个重要而基本的问题。现行的流速分布公武都是由水槽试验而得,实际应用中会带来多大的误差,这是人们普遍关心的问题。近年来,不少单位对天然河道的垂线流速分布进行了研究,特别是近底层的流速分布。但是用现有的流速仪很难实测到近底层的流速。特别是在卵石河床上施测流速不可能将仪器放至     

流速仪法单次流量误差分析

流量误差指标应从“需要”和“可能”两个方面结合考虑。所谓“需要”就是从水文预报、水文分析、水文计算等方面考虑,提出“所需”的精度,这方面另有专论。所谓“可能”,就是指单次流量在测验设备上、测验方法上、测验操作上、流量计算方法上可能产生的误差。根据临沦部分水文测站多年流速仪—面积法实测流量资料,从流量测验及计算方法方面,利用总不确定度、系统不确定度及随机不确定度计算公式,对“可能”产生的误差,进行深入的分析探讨,所得结论供水文测站开展流量测验及计算工作时参考。     

电波流速仪流量测验的规范应用及质量控制

介绍了电波流速仪测流原理及测量流速、流量的特点。电波流速仪是高洪流量测验的应急设备,但该仪器受风雨干扰明显,数据跳变不稳定,一定程度上制约了仪器的普及应用。总结了近年来的实践经验,提出电波流速仪在河道流量测验中规范应用的技术方法和提高测验精度与质量的措施,并结合博白、安东两个水文站的测验实例加以验证。     

利用航摄照片计算洪水河床横剖面方法

本文旨在介绍利用洪水期的航摄照片,为发展计算河床横剖面的新方法而进行的研究成果.新近研制的简易计算河床横剖面的解析模型,用航摄资料进行检验.模型所需的计算河床横剖面的资料,仅仅是水面流速分布、水面比降、流量和床沙粒径横向分布等实测资料.为了求出横断水面流速分布和纵向水面比降,采用精密解析绘图仪,对一系列航摄照片进行了分析.本解析模型计算的河床横剖面与实测值相当吻合.     

卵石夹沙河床长期清水冲刷的数学模型

采用一维稳态数学模型计算沿程水位.考虑河床组成物质沿河宽、沿深度和沿程的变化,将水流阻力分解为沙粒阻力、沙波阻力及河道形态阻力,提出了相应阻力系数的计算方法.根据垂线平均流速的横向分布,逐条垂线计算不冲粒径,以形成抗冲保护层作为控制条件,计算各条垂线处的冲刷深度,修改河床高程,并得到冲刷粗化以后的河床表层级配及断面平均粒径.对于给定的流量,求得冲刷粗化以后河道沿程的阻力系数、水位、流速及航运条件,以模拟卵石夹沙河床长期清水冲刷的情况.     

都江堰河段卵石推移质输沙率测次布设的探讨

都江堰河段坡陡流急,河床质和推移质大都为卵石,最大粒径为510毫米,个别甚至达到1.0米,最小的仅为0.15毫米。在这种流建大,卵石级配宽的天然河流上进行推移质测验困难较多。由于卵石推移质的脉动变化大,输沙率的横向分布规律性很不稳定,所以在测验时要求在每根垂线上重复2～3次取样,以减小同一水流条件下输沙率不稳定而带来的测验     

岩石河床在冲击水流脉动压力作用下的解体破坏机理

考虑高坝下游岩石河床的裂隙结构特性,分析河床岩体解体破坏以及冲坑形成的物理机理。根据经验公式和理论推导给出动态河床上脉动压强的分布规律,基于河床逐层破坏假定,应用蒙特卡洛方法模拟生成基岩仿真一维裂隙网络,沿各网络裂隙线元建立一维瞬变流模型,对高坝下游冲击射流作用下非恒定脉动压力波在复杂裂隙网络内的传播过程进行数值模拟。应用孤立块体逐层自动追踪方法,分析裂隙岩体的解体破坏机理、孤立岩块的瞬时动力力学特性以及岩石河床的逐层破坏过程,提出岩块稳定性判据以及冲坑极限深度的评估方法。