沉水植物对河道曼宁系数影响的实验研究

该文在实验室水槽中利用三维声学多普勒流速仪(ADV)和波高仪测定水流流速和波浪高度,以此数据研究了河道水生沉水植物对曼宁系数的影响。实验利用人造植物模拟自然植物,研究结果表明沉水植物对水流结构、阻力特性存在显著影响。在分析曼宁系数的变化规律之后提出了新的半经验方程,用以预测不同植物密度、不同波流条件下曼宁系数的变化。曼宁系数主要和植物密度和水流流速有关,同时受波浪的影响。新的方程对曼宁系数的拟合效果良好。     

关于影响曼宁粗糙系数n值的水力因素探讨

明渠均匀流计算中,曼宁粗糙系数n值的变化规律问题长期以来就是水力学中的一个重要问题。尽管许多研究者从理论和实验等方面做了许多工作,但至今仍未能得到满意的解答。本文分析了影响n值的各种因素,并利用因次分析方法找出了它们之间的准数关系;又进一步利用实测数据整理分析得出了n和各水力要素之间的函数表达式。结果表明:佛汝德数Fr和平均水深与水力半径的比值h/R对n值的变化起着决定性的作用。     

风拖曳力系数和曼宁系数对风暴潮流模拟的影响

利用0205号威马逊台风期间实测风暴增水和风暴潮流数据,采用NCEP FNL和台风模型风场的融合风场作为驱动项,建立了覆盖东海的三维风暴潮流数值模型,研究风拖曳力系数和曼宁系数对风暴增水和风暴潮流的影响。计算结果表明:(1)风拖曳力系数取值应考虑随风速变化。表层风暴潮流受风拖曳力系数影响较大,中层和底层风暴潮流基本不受影响。(2)风暴潮流结构在一定程度上取决于曼宁系数;曼宁系数对中层和底层风暴潮流影响大于表层,曼宁系数越大,底摩擦阻力越大,风暴潮流垂向分层越明显。(3)风暴增水和风暴潮流对曼宁系数的响应不同,建立模型时,应同时率定风暴增水和风暴潮流。     

预制渠槽构件混凝土配合比试验研究

针对当前构件产品外观质量较差、外压荷载值较低等问题,试验开展了构件混凝土配合比研究.以U型槽为研究对象,试验研究了混凝土配合比对U型槽外观、外压荷载及抗渗性的影响,讨论了混凝土工作性、强度与U型槽外观、外压荷载的联系.为制备出性能较好的U型槽,试验推荐了一个合理的混凝土配合比,提出了干硬性混凝土VC值和强度的合理范围,这对渠槽构件混凝土的合理配制具有一定的参考价值.     

长侧堰分流渠槽的水力计算

侧堰的长短对侧堰段渠槽的水流状态有很大影响,当侧堰较长时,一般短侧堰渠槽水力计算方法已不适用。本文根据动量原理对长侧堰分流渠槽的水力近似计算进行了初步分析、探索,可做为解决这个问题的一种途径。     

卷板式预制混凝土U型渠槽施工技术

卷板式预制混凝土U型渠槽工艺是一种充分利用混凝土自重和在初凝前的可塑性来实现先平板振捣后弯曲成型的渠槽新工艺 ,具体操作可分为混凝土拌合、平面振捣、弯曲成型与定型及养护等四个步骤 .混凝土配合比、外加剂和振动器的合理选择是影响U型渠槽成型与质量的主要因素 .实践证明 ,采用卷板式预制混凝土U型渠槽进行渠道防渗衬砌具有工艺先进、造型简便、强度高、安砌容易、节省投资等优点     

含水生植物河道曼宁糙率系数的试验研究

水生植物是河流生态系统的重要组成部分,但水生植物的存在使得水流阻力增加,河道行洪能力降低,开展含水生植物河道曼宁糙率系数的研究,对河流生态综合治理具有重要意义。本文基于对含淹没柔性水生植物水流的室内水槽系列试验和量纲分析理论,分析了植物挺立度、相对淹没高度及相对密植度对河道曼宁糙率的影响,给出了淹没状态下含柔性水生植物河道的通用等效曼宁糙率系数经验公式。     

预制混凝土U形渠槽在长沙县的推广应用概况

简述了预制混凝土 U形渠槽在长沙县农田水利建设中预制、安装和推广应用的概况     

矩形断面渠槽水力计算的简化算法

矩形断面渠槽水力计算因涉及高次方程求解,传统算法(图解法、试算法、迭代法)过程繁复而且精度有限。经过对矩形断面渠槽均匀流水力计算公式的整理变形,通过引入中间变量,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,经多组拟合替代函数的逐次逼近,获得了表达形式简单、计算简捷的简化计算公式,由精度分析及算例计算表明,在工程实用参数范围内,简化公式的最大替代相对误差仅为0.497%,具有较高的求解精度,可在实际工程的设计中推广应用。     

U型混凝土渠槽预制构件试验与标准研究

通过对U型混凝土渠槽预制构件进行试验,分析构件所用混凝土的强度标准值,发现目前各厂家生产的U型混凝土渠槽预制构件存在质量问题,难以达到生产构建承载力的要求,针对混凝土渠槽预制构件的受力机理、施工技术及检测技术进行研究,提出了一种小型农田水利沟渠的混凝土渠槽预制件质量评定标准。     

基于绕行系数的明渠输水工程生产桥优化布置决策模型

生产桥设置间距会影响到南水北调中线干渠的输水能力,因此合理的生产桥布置须即能保证干渠的输水能力,又能满足两侧居民的生产生活需求。论文在对南水北调中线京石段生产桥布置合理性分析的基础上,提出了长距离明渠工程生产桥优化布设应遵循的一般原则;进而考虑不同桥梁间距对渠道输水能力的影响特性,结合最大绕行距离得到跨渠桥梁的最大间距,与公路桥统筹考虑,拟定生产桥布置备选方案,并进一步基于综合绕行系数最小原则,建立了生产桥布置决策模型,确定明渠输水工程生产桥的具体布设位置。最后以南水北调中线京石段李家庄桥和西杜村桥为例,简述了该方法在明渠输水工程实践中确定生产桥布置方案时的应用。基于综合绕行最小原则的布置方案决策模型适用于长距离输水渠道上生产桥的选址优化,应用前景广泛。     

明渠试验加糙方法研究

在明渠水流试验中,经常需要进行不同糙率的研究.本文提出了一种采用绳索加糙的试验方法,并进行了各种水流条件和加糙绳距的试验.试验结果表明,加糙绳距对阻力系数的影响明显,绳距和流量越小,影响程度越大,随流量和绳距的加大,其作用逐渐减弱.加糙绳索的当量粗糙高度与绳距有关,各种试验条件的阻力系数与Rη遵循式(7)的变化规律.采用绳索加糙调整床面阻力的方法操作简单,调整灵活,变化范围大,为明渠阻力的试验研究提供了一种简便易行的方法.     

基于流速幂级数解的明渠纵向离散系数计算方法

针对纵向离散系数计算多直接采用经验公式或在流速分布的求解中引入经验公式,不能完全反映离散物理机制的问题,基于矩形断面一维水流控制方程,利用幂级数求解流速分布的理论解,提出了矩形断面明渠纵向离散系数的计算方法,并进一步将其推广至天然河流。利用该方法计算了104条天然河流的纵向离散系数,结果表明计算值与实测值处于同一量级,计算结果在可接受范围内。     

施工导流明渠多目标优化设计模型

为优化导流明渠设计方案,以明渠底板高程为设计变量,基于施工导截流系统的整体视角,从明渠导流工程成本、施工强度及导截流风险三方面入手,构建施工导流明渠多目标优化设计模型;采用线性加权和法将模型中的子目标函数耦合为单目标函数,运用粒子群算法求解模型。基于某水电工程实例,仿真分析明渠底板高程与导流工程成本、施工强度及导截流风险的关联特性,通过曲线估计拟合其函数关系式。在此基础上实现了对明渠底板高程的优化调整,验证了模型的可行性及有效性。结果表明:提出的优化模型能够实现导流工程成本、施工强度及导截流风险的综合考虑,尤其是考虑施工截流风险对优化结果的影响,能够有效地降低截流风险及风险损失。     

含植物河道曼宁阻力系数的研究

含植物河道的水流阻力不仅仅来源于边壁,传统的曼宁公式不能够直接用来计算这种河道的糙率。本文基于水流阻力等效原则,首次提出了一系列等效水力参数的概念,建立了等效综合曼宁糙率系数和等效植物附加曼宁系数的计算公式,并给出了能否使用水深代替水力半径的判别参数。使用刚性圆柱棒进行水槽试验,对植物在非淹没和淹没条件下的曼宁系数进行了计算和比较。试验结果验证了理论分析提出的关于判别参数的结论,并且表明使用水深计算的糙率在植物非淹没条件下可以用来表示植物引起的附加阻力。本文提出的等效综合曼宁糙率系数计算公式包含了植物的物理特性,因此具有普遍的应用价值,可以用来进行实际工程中糙率的计算。     

Impact of mechanical cutting on the channel roughness

The impact of mechanical cutting for weed control along vegetated irrigation canals in terms of Manning's n, is discussed. Flow resistance was measured in channels completely infested by submerged macrophytes. Next, a path was cut along one or both canal banks by mechanical means and the measurement of flow resistance was repeated. The experiments and measurements carried out during only one seasson are described. A series of relationships between the flow resistance and a cross-section of areas both free from vegetation and with vegetation density, respectively, were found. Clearly, the elucidation of such relationships will be useful in assessing the frictional effects of submerged macrophyte growths in relation to the design and management of irrigation and drainage channels.     

明渠流动条件下单圆墩阻水效应实验研究

该文利用明渠水流的水工模型实验手段探究单圆墩阻水效应空间分布规律及其阻水系数取值新方法。利用高精度超声水位测量系统,采集了墩柱附近特定影响区域内水位过程线,通过分析墩柱周围壅高幅值,验证了阻水效应特性与流态因子之间的新关系。定量分析了墩柱阻水效应的空间影响范围及水位变化的空间分布特征,推求墩柱阻水系数计算的新公式。研究结果可为大尺度河流水动力模拟中桥梁墩柱的概化提供一定参考依据。     

明渠水沙条件对渗渠产水量影响分析

针对渗渠取水过程中明渠水沙条件对渗渠产水量的影响,结合模型试验,运用泥沙运动力学理论研究分析了同种来水量、不同水深条件下明渠水流泥沙运动变化,以及由此引起渗渠产水量变化的情况。试验结果表明:水流能保持一定的流速,满足明渠水流含沙颗粒推移运动并实现泥沙颗粒向下游输送的条件,就可以避免渗渠反滤层结构的改变以及渗透系数的减小,从根本上防止反滤层淤塞,避免反滤层翻修,实现渗渠工程的长期安全正常运行。