白龙江流域河道糙率分析研究

利用白龙江流域水文站实测资料计算、分析不同河段的河道糙率,发现各河段的糙率与平均水深有很好的相关关系,流域内不同的河段具有不同的河道糙率;同一条河流下游河道的糙率要大于上游河道的糙率;在同一个河段,糙率可能随水深增大而减小,也可能是一常数,不随水深变化。河道平面形态、岸壁特征及河床质组成是影响河道糙率的主要因素。     

云南天然河道糙率统计分析

天然河流的河道糙率n值的取用,在洪水调查的推流计算中占有极为重要的地位。影响糙率的因素众多,如河道的断面几何形状、河床组成、岸壁特性等,还与河道的平而形状有关。因此,糙率n值一般与水深、水位及流量有较大的相互关系。本文采用水文年鉴刊布的,云南省1966年以前45个水文测站(含西藏一个站)的实测资料进行综合分析。高水部份补做了少部份糙率计算。根据水文测验手册有关规定,河床糙率用满宁公式计算。各水文测站上下比降水尺间距一般为100～300米,河段比降     

大凌河流域平均水深与糙率关系浅析

通过对大凌河流域部分水文站实测糙率资料的整理与分析,并点绘各站的平均水深R和糙率n的关系,发现不同河段具有不同河床糙率,而且同一河段,随着水深的增加,其糙率也会有所增加,但最终趋于一个稳定常数。河道的形态和床质组成是影响河床糙率的主要因素。     

长江三峡河道糙率的初步分析

本文对三峡奉节至香溪河段在各级流量下沿程各段的综合糙率系数进行了计算与分析.讨论了三峡河道水流阻力和综合糙率的组成.顺直河段水流阻力主要由床面阻力和边壁阻力组成,非顺直河段水流阻力由床面阻力、边壁阻力和河槽局部阻力组成.提出了山区河道顺直河段与非顺直河段糙率系数的计算方法,并用实测资料作了验证.     

山区河流河床形态对推移质输沙率影响的试验研究

为探索山区卵砾石河流推移质运动受水流条件和河床形态的影响规律,开展了大比降浅水流动条件下卵砾石输移的室内水槽试验,获得了两组泥沙组成的19个流量条件下的水流、泥沙及河床三维地形场数据。结合室内水槽试验及文献中的天然河流输沙观测数据,分析了不同水沙输移阶段水流阻力、河床形态与推移质运动之间的关系。试验结果表明:河床阻力系数随着河床形态强度参数增大而增大,形态阻力与河床形态强度参数相关性更强。在泥沙补给充分阶段,推移质输沙率与床面阻力、形态阻力及河床形态强度参数均呈正相关关系;在泥沙补给不充分的水流冲刷阶段,推移质输沙率随河床形态强度参数增大而减小。     

潮汐河段糙率n的计算分析

针对平原河道糙率计算方法,探讨受潮汐影响的宽浅河段糙率计算。以长江河口段为例,分析潮周期内流量变化过程以及流速沿水深分布特征,选取落潮稳定时段,利用流速垂线分布特征及Einsten断面综合糙率计算方法计算河道糙率。利用明渠非恒定流圣维南方程,推算涨落潮历时过程中计算河段逐时河道糙率n,分析非恒定流量变化d Q/dt对糙率影响,反映了潮汐河段河道糙率变化特征,分析其落潮过程中,随水位降落洲滩水深植被等影响下河道糙率的变化情况,采用落潮稳定期天然实测资料,进行代表性断面测点垂线流速分布特征,综合糙率计算法和河道水力计算推求糙率法,分析确定河道糙率。     

黄河洪水演进洪峰增值现象及其机理

2004～2006年小浪底水库异重流排沙期间,在小浪底～花园口区间出现了下断面的洪峰流量明显大于上断面洪峰流量的洪峰增值现象.本文详细描述了洪峰增值现象发生过程和主要特征.通过对黄河小浪底水库及其下游河道实测资料的研究和水力学理论分析认为,洪水发生洪峰增值的主要原因是河道糙率的大幅度减小.河道糙率与水流含沙量、悬沙级配、床沙级配、床沙床面形态、河道断面形态及河岸周界情况等因素有关.在小浪底水库异重流排沙之前有清水下泄过程,使河道床沙粗化,糙率大幅度增大,当异重流出库后,高浓度细颗粒泥沙使水流黏性增加、紊动削弱,河床被极细沙填附,河道糙率大幅度减小,导致后续水流流速加大,并赶上前方水流,发生洪峰叠加.     

河道糙率问题的探讨

根据河道糙率实质性影响因素，在理论分析的基础上，提出在不同流态和水流边界条件下应采用不同的糙率分析方法，这对进一步开展对河床糙率的研究、提高比降法推估流量的精度将起到积极的作用。     

河道固化断面的试验研究

通过全动床模型试验,研究河道在进行不同固化断面情况下的水流流态、水位及河床的变化。试验结果表明,河道的固化断面可以改变水流流态,对河道的河床形态的影响也会更加多样化。同时,对试验成果进行比较分析,提出了针对不同河段的断面固化方法,试验结果对生产应用具有指导意义。     

山区宽窄相间河道平面二维水流数值模拟

针对山区河道受地质条件及河床演化的影响,其平面形态常呈现宽窄相间的渐变形态特征,采用贴体坐标法剖分正交贴体曲线网格求解域,用有限体积法离散控制方程,以SIMPLER计算程式求解耦合方程,建立山区宽窄相间河道平面二维水流数学模型。将模型计算值与宽窄相间水槽水流试验实测值及水动力学SMS软件计算结果进行比较,结果表明:该模型能够较好地模拟宽窄相间河道平面二维水流运动特性,宽窄相间河道河宽渐变将引起水深和流速的变化,在河道最窄处水深降到最低,流速最大;在河道最宽处水深达到峰值,流速最小。     

孔雀河上复杂河段的洪峰流量推求

在水文分析计算中,要用到的一些河流或河段无水文资料,必须进行洪水调查和采集数据,进行水文测验工作。首先选好测验断面,再确定糙率值。无资料河段的糙率,可以选用上、下游河段的实测值或选用相似河段的实测值。糙率是反映河床、岸壁形状的不规则性和表面粗糙程度的一个系数,它直接影响河流沿程能量损失的大小。天然河道不规则,断面形状不断发生变化,只有在洪峰值出现时,短暂的时间里为恒定流。但只要选取较好的控制断面,也可以把部分河段看做是恒定非均匀流。从能量的角度分析,不仅要考虑沿程能量的损失,还要考虑局部的能量损失。因此,可以实测资料,通过伯努里方程式,反推糙率值,计算出洪水调查断面的河段糙率0.068,最后推求洪峰流量。阐述了孔雀河上复杂河段洪峰流量的推求方法。     

涉河工程影响下长江中游河道演变及水力特性变化研究

三峡工程运行后，长江中下游河道发生了长距离、长历时的冲刷，河道水位及形态出现显著调整，对长江中游河床的影响最为明显。以三峡大坝下游宜昌至螺山站河段为研究区域，探究了长江中游河床冲淤、深泓变化、横向调整、床面糙率变化以及岸滩植被生长等在三峡水库运行前后的变化规律，并分析其与同流量下洪、中、枯水位变化之间的联系。结果表明：三峡水库蓄水后，河床横向形态变化有助于岸线的展宽；2001～2009年间河床糙率显著增加，并自2009年以来河段粗化作用基本完成；而河段沿程深泓变化则与相应的中、枯水位的变化规律一致。该研究成果可为长江中游河道治理、防洪规划及蓄滞洪区的利用等提供理论参考。     

世界大型河流沙丘背水面几何形态研究

正世界大型河流中,沙丘是推移质输移的重要媒介,是河床糙率和水流阻力的重要来源。沙丘产生的分层是古代河流泥沙淤积最普遍的特征。然而,受到小型河流河床以及实验室人造河床几何形态的限制,目前沙丘动力学和分层模型也比较有限。在之前的沙丘研究中,通常假设沙丘下游背水面为简单的几何形态且坡度大小等于休止角。通过对一系列大型河流水深的高精度测量表     

黄河内蒙段泥沙组成与力学运动特征

泥沙在水与河床演变中起到纽带作用,因粒径不同,其运动形态、运动规律以及对河床的作用等不尽相同。因此,研究河床演变就不能轻视泥沙的运动特性,尤其是黄河内蒙河段这种水沙异源的河道。根据实测和实际钻探采样资料,分析了该河段悬移质和河床质的泥沙组成。并以此为基础,从起动扬动、悬浮高度、挟沙能力等角度探讨了主要粒径泥沙在一定水流条件下的运动形态与规律。通过能量和功率方程求得黄河内蒙河段的推移质输沙率。结果表明,内蒙河段悬移质基本上由粒径小于0.080 mm的泥沙组成,而河床质主要粒径为0.100~0.500 mm,其中粒径为0.100~0.250 mm的泥沙活跃于冲淤过程。推移质输沙率的分析表明,来自黄河内蒙古河段上部的粗颗粒泥沙不易被水流长距离挟带,大部分淤积在三湖河口上游。     

冲积河流推移质输沙最优河道形态影响因素理论分析

为从理论上确定水沙动力、阻力和边界条件对冲积河流推移质输沙最优河道形态和最小比降的影响,基于 水力半径分割方法将河床整体糙率划分为河岸糙率和河底糙率;采用河道形态自动调整变分方法,以等腰梯形为 河道过水断面,推导推移质输沙率与河道形态的关系,分析河岸与河底相对糙率、河岸坡角、流量、输沙率、中值 粒径和河底糙率对最优河道形态和最小比降的影响。结果表明：最优河道形态和最小比降随河岸与河底相对糙 率的增大而减小,随河岸坡角的增大而增大。流量或者河底糙率的增加将使最小比降减小,同时造成最优河道形 态趋向窄深。输沙率或者中值粒径的增加将使最小比降增大,但两者对最优河道形态演变的影响不同,输沙率增 大将使最优河道形态向宽浅发展,而中值粒径增加将使最优河道形态向窄深发展。     

东江下游及三角洲河道糙率分析

２０世纪８０年代以来，珠江三角洲水文情势发生了显著的变化。为研究东江下游及三角洲河网河道特性，基于河床演变、主要水文站Ｈ－Ｑ曲线、比降与糙率的比值系数等分析结果，建立一维河网数学模型，推求基于１９９７年实测地形的河道综合糙率系数。结果表明:河床下切致使主要控制水文站博罗站Ｈ－Ｑ曲线呈不断下降，利用历史Ｋ值推求的博罗站Ｈ－Ｑ曲线高水部分相对合理。东江三角洲河道糙率在三角洲顶部较大，三角洲下部河道糙率较小，河段糙率在０．０２～０．０３之间，糙率取值与１９８９年水面线基本一致。本次水面线选取的石龙汊口附近糙率较大，这与该处河道床面坡降较大有关。     

基于阻力规律的床面形态判别方法

床面形态变化是河床演变的重要方面。如何根据水流和泥沙条件,预测床面可能出现的形态,一直是航道整治与泥沙研究所关心的实际问题。水流阻力规律是水流流动及床面形态等综合特征的反映,反演适当的阻力规律表达式,应能够区分出不同的床面形态。本文正是基于这一理念,通过建立包含床面形态参数的河流水流阻力规律表达形式,并结合水槽试验,得到了确定床面形态的无量纲特征参数,以此对不同床面形态进行区分,绘制出相应床面形态划分图,进而得到了高、低能态时不同床面形态间的分界线方程。该方程可用于对河床形态进行判别与预测,对河流整治具有指导作用。     

山洪携带泥沙引发的山区大比降河流水深变化规律研究

山洪常常携带大量泥沙进入山区河道,运动的泥沙从水流中吸收能量,增大了水流阻力从而使水位额外升高.本文通过大比降水槽试验模拟该现象,试验结果表明泥沙进入河流后因颗粒间的碰撞、运动吸收能量导致阻力增大,水深增加;水深受携带泥沙粒径、输沙率、床面形态、底坡与水流的影响.最后分析以上的各因素对水流阻力的变化规律,推导出泥沙进入河道情况下山区大比降河流水深的变化,建立起水流挟沙后水深变化的经验表达式.     

上荆江分汊性微弯河段河床演变原因探讨

受河岸组成、人工护岸工程的控制,上荆江河道平面外形基本稳定,但分汉性微弯河段河势调整较为剧烈,影响航道条件.本文基于不同河段的河床平面形态、水沙输移特性、河床演变规律的对比分析,认识到水沙输移特性既与河床平面形态密切相关,又直接影响河床演变对水沙条件的响应模式;基于此观点,对三峡工程蓄水以来上荆江分汉性微弯河段的演变特性进行了分析,进而预测分析了三峡正常蓄水后的河床演变趋势,可供航道治理参考.     

山区宽窄相间河道不同流量下水流结构研究

为了研究山区河流宽窄相间河段不同流量下水流结构特性,以雅安宝兴河上游河段为研究对象,概化实际河道,并建立三维水流计算模型。结果表明①小流量下,窄段上游无明显壅水现象,宽窄相间河道显现出与顺直河道相似的特性,随着流量的增加,窄段上游壅水剧烈,宽段到窄段沿程断面平均流速呈现“增加—相对稳定—骤减—相对稳定—增加”的分布规律;②受河宽、壅水和回流影响,不同流量工况下宽段横断面的水流特性分布较窄段更加复杂,且在宽段的壅水区与非壅水区流速分布规律差异亦较大;③不同流量状况下,宽段床面剪切力剧烈变化将造成卵石沿程运动的不连续性,宽段河床呈现周期性往复发展的复归性变形,从而维持了宽段河床结构的稳定,而在窄段,河道在较大的床面剪切力长期作用下,形成了与周围环境相适应的河床结构,以消耗窄段较大的水流能量,从而保护河床的稳定。