明渠恒定非均匀渐变流设计断面简易计算方法

在明渠恒定均匀流流量公式的基础上,推导明渠恒定非均匀渐变流流量近似计算公式,并应用于淮北平原水利连通工程河道断面设计。利用HEC程序试算设计断面的过流能力,验证明渠恒定非均匀渐变流计算公式精度满足要求,且计算简单方便,可应用于工程设计。     

沿山灌排渠道非恒定流计算

一、问题的提出山区众多的沿山灌排渠道,由于拦截了沿山的洪水,不可避免地出现了渠道的排洪问题。但以往对这类渠道的设计,大多根据灌溉设计流量确定渠道规模,而对沿山或沿渠的排洪问题考虑不足,因而导致渠道频繁出险。我市一些六七十年代建造的沿山渠道均有类似情况。例如,四明湖水库总渠全长10km,沿渠集雨面积16km~2。沿途仅设置三个排洪口;城南干渠全长14km,集雨面积15.88km~2,渠道底宽仅有2～5m。     

一维非恒定非均匀泥沙数学模型研究

本在一维非恒定泥沙数学模型的基础上，引进韩其为对恒定泥抄数学模型的研究方法．考虑泥沙非均匀性的影响，对悬移质泥沙连续方程进行了离散，得到了非恒定非均匀条件下的悬移质含沙量计算公式。运用Preissrmttm四点差分格式离散水流方程，与泥抄连续方程非耦台求解．用此模型对白河堡水库淤积进行了验证计算，与实测淤积地形符合良好。在得到断面在任意时刻的古沙量的同时，还可得到断面在任意时刻的悬移质泥沙组成。     

分段计算的渠道恒定非均匀流能量方程稳定性探讨及验证

工程设计中求解渠道水面线常采用能量方程分段计算法,但该计算法将导致计算误差向后续计算传播,因此需对能量方程的稳定性进行分析,以确保计算误差能在后续计算的传播过程中得到有效控制。该文对渠道恒定非均匀流能量方程的稳定性进行了初步探讨,并给出误差控制的建议,同时对天然河道水面线计算也有一定的参考意义,可供相关工程设计人员参考。     

非均匀非恒定流中泥沙运动规律初探

本文通过一系列水槽试验对非恒定非均匀流中泥沙运动和河床变形规律了初步探讨，在恒流条件下，缩窄河的河床在流量大时发生冲刷。冲刷平均深度服从按缩窄段与正常段最终达到过流断面相的原则推导出来的公式，如何河床泥沙组成不均匀、河床在冲刷过程中就会逐步形成粗化层，因而冲刷深度较小，对于非恒定流、河床变形滞后于水流的变化，这是由于河床具有抵抗变形的“惯性”，推导出了河床变形方程和“河床惯性公式”，河床惯性依赖于     

非恒定非均匀泥沙数学模型的建立和应用

应用圣维南方程以及非恒定泥沙连续方程建立了非恒定非均匀泥沙的计算公式,并根据沙量平衡方程和河床变形方程推求出了三门峡库区河底高程的变化规律。结果表明：①计算结果与实际资料符合良好,表明此模型在非恒定输移计算方面具有较好的精度;②模型不仅能够模拟上、下游的流量、水位、沙量过程线,还可以计算各时段河底高程的变化;③模型还需要在应用中不断利用实际资料进行检验和修正。     

非棱柱体明渠非均匀渐变流水面线定性分析与计算

本文首先导了非棱柱体明渠非均匀渐变流水面线定性分析的基本方程，对水面线进行定性分析，并利用反算断面比能水深法确定不面线试算的假设水深，准确地进行水面线计算。     

明渠恒定非均匀流比降一面积法高洪糙率的确定

本文是根据恒定非均匀流的计算公式，研究影响糙率的各因子，分析水位与各因子的关系有其规律，将其高水延长，确定出高洪糙率，达到比降－面积法应用的目的。     

悬移质含沙量沿垂线分布公式的简化

利用数学变换，提出用平均含沙量表示的悬移质含沙量沿垂线分布公式，公式结构简单，在引水入流挟沙力公式后，得到在既不知道河底某一点含沙量，也不知道垂线平均含沙量的情况下，可以借助公式求得垂线上任一点的含沙量。     

泥石流泥沙体积浓度之研究

本研究系探讨泥石流先端部和整体平均 (包括先端部及后续水流 )泥沙体积浓度随着溪床坡度之变化规律 ,以及其纵剖面泥沙体积浓度沿着水深的分布特性。经采用其他研究者渠槽试验资料进行检定及验证后发现 ,当系数 ξ=0 .1 时 ,本研究所提出泥石流平衡泥沙体积浓度之半经验公式 ,不仅可模拟泥石流先端部泥沙体积浓度随着溪床坡度之变化趋势 ,亦可适于推估不同溪床坡度下之泥石流整体平均泥沙体积浓度。同时 ,本研究也应用最大熵原理及平衡泥沙体积浓度半经验公式 ,导出了纵剖面泥沙体积浓度分布之理论公式 ,经Tsubaki实测资料验证结果显示 ,本文模式可以掌握纵剖面泥沙体积浓度之分布趋势而优于Tsubaki及Chen两研究者之理论公式。     

基于悬移质泥沙分布理论的泥沙扬动流速公式

扬动流速是泥沙由间歇性滚动、滑动、跳跃运动转化为悬浮运动的临界流速,确定扬动流速对于预判沙质河床冲淤状态具有重要意义。在回顾前人研究成果的基础上,认为扬动流速概念适用的对象主要是非黏性沙质颗粒,它们的扬动状态同含沙量垂线分布图形存在的关系较为清晰,从而依据张红武及张罗号先后建立的含沙量垂线分布公式分别计算了不同悬浮指标下相对含沙量为0.85时的相对水深,得到一定水流条件下的颗粒悬浮高度拟合关系式,再通过假定泥沙扬动的临界状态为颗粒实际离开床面的运动高度已达相对水深0.03,即可得出泥沙扬动流速公式。通过与沙玉清和张罗号扬动流速公式的比较以及沙质河床实测水沙资料的检验,结果表明本文建立的泥沙扬动流速公式能较好地描述天然河流的泥沙扬动规律。     

挟沙水流泥沙浓度分布的试验研究

通过挟沙水流泥沙浓度分布的试验，研究泥沙浓度和紊动强度沿垂线的分布之间的内在联系，试验结果表明泥沙浓度和紊动强度沿垂线的分布一致性较好，建立了泥沙浓度和紊动强度沿垂线分布之间的关系式。分析了关系式中泥沙浓度、泥沙的中值粒径对系数K的影响，中值粒径的影响较泥沙浓度对系数K的影响大，系数K随中值粒径的减小明显减小。并在此基础上进一步建立了泥沙浓度与流速、流速梯度之间的关系式。     

黄河下游低含沙水流挟沙力研究

冲积河流在低含沙水流冲刷后，床面粗化使水流挟沙能力下降现象十分明显。三门峡水库蓄清排浑运用后，黄河下游河道汛期淤积、非汛期冲刷，同样由于断面展宽，床面粗化及悬沙组成也变粗，使得水流挟沙力急剧下降。因此讨论低含沙水流冲刷条件下的水流挟沙力是评估水库下泄大流量冲刷下游河道效果的关键问题。通过试验及野外资料提出的低含沙水流挟沙力公式，它形式简单，与已有公式不同的是，它反映了河道边界条件(即坡降、床沙粗细及断面形态)及泥沙特性对挟沙力的影响。经黄河下游实测资料验证满意，可用以定量估算下游大流量低含沙量时冲刷的减淤作用及艾山-利津河段不淤(或微冲)需要的临界流量。     

黄河水流挟沙力公式的验证

在评述已有水流挟沙力公式验证资料选取方法的基础上,从河床变形的基本概念出发,提出了天然河道强烈冲淤的判别指标。采用该指标选取水流挟沙力公式验证资料,对各家公式验证结果进行了相关性分析和误差分析。结果表明,6组代表性水流挟沙力公式中,张红武公式的计算值与验证资料最为接近,因此建议分析河床演变和数值模拟时选用该水流挟沙力公式。     

水流含沙量和流速对水轮机磨蚀性能的影响

水流含沙量和流速是影响水轮机磨蚀性能的非常重要的两大因素,其影响规律对水轮机磨蚀的防治有很重要的理论意义和参考价值.采用黄河原型沙,通过试验研究不同泥沙含量和不同水流流速条件下水轮机材料的磨蚀外貌、磨蚀失重量和磨蚀失重率.通过对试验结果进行定性和定量分析,得到水轮机磨蚀与水流含沙量、磨蚀与水流流速之间的关系,并得到数学回归式,找出水轮机磨蚀的基本规律,为多泥沙河流水轮机的参数选择与磨蚀防治提供了依据.     

人工植被变化对坡面流水沙运动的影响

基于室内坡面流试验,研究了人工植被分布变化对坡面水流及输沙特性的影响。试验采用PVC管模拟植被,通过改变管径、分布方式来模拟不同的植被分布情况,包括"细管整齐排列""细管错开排列""粗管错开排列"等植被分布方式。研究结果表明,植被分布变化对坡面流扰动程度影响显著,使得水流流速、流态差异很大;对有淤积情况下的坡面流输沙率、拦沙率影响显著,而对没有淤积情况下的坡面流输沙率影响较小。     

河床冲淤幅度判别指标与水流挟沙力公式验证

以河床变形方程为理论基础,提出了河床冲淤幅度判别指标,为资料的选取及适应性评价提供了一个统一的标准.采用经这个判别指标界定的黄河中下游实测资料,对若干在黄河上较有代表性的公式进行了检验,结果表明对于微冲微淤资料,张红武公式计算点群较集中地分布在45°线两侧,计算值与实测值吻合最好;吴保生、刘兴年、曲少军3家公式计算结果较为接近,从计算值与实测值对比情况看,点群较为分散且偏小;曹如轩公式计算值与实测值相比偏大且点群散乱;刘峰公式计算值与实测值相比偏大甚多.这也说明了现有挟沙力公式本身对冲淤判别非常不灵敏,对冲淤的反应功能都相当弱.同时表明,在水流挟沙力公式验证中引入冲淤幅度指标可以增强所选资料的合理性,具有较好的实用性.     

黄河下游高含沙水流输沙的可能性与制约因素

鉴于黄河历史上曾出现过主槽冲刷状态下的高含沙洪水,考虑到高含沙洪水的强大输沙能力,围绕黄河下游的高含沙洪水泥沙输送能力开展了研究,并对一般挟沙水流和高含沙水流的临界含沙量进行了定量计算。结果表明:天然条件下可实现使河道处于冲刷状态的高含沙洪水,其水沙条件具有一定的特殊性,特别是经过河道沿程天然筛选后的级配与含沙量需满足一定的条件;长距离输沙时,持续的高含沙历时也是远距离传播的必要条件之一。