人工植被分布变化对坡面流阻力及局部水头损失系数的影响研究

基于室内坡面流实验,研究了人工植被分布变化对坡面流水动力学特性的影响。试验包括"细管整齐排列"、"细管1/2错开排列"、"细管1/4错开排列"、"粗管1/2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的影响显著,从而使得不同植被分布方式下的坡面流达西阻力系数、局部水头损失系数差异性很大。而随流量增大达西阻力系数、局部水头损失系数都呈现先减小后增大的趋势。     

闸孔出流局部水头损失系数研究

为了填补现有水力计算手册中关于确定闸孔出流局部水头损失系数的空白,在当前闸孔出流水力计算理论与实践的基础上,根据能量方程导出了平板闸门闸孔出流局部水头损失系数ζ的定量计算公式.即ζ=0.610 3(e/H)3-0.290 8(e/H)2+0.117 5e/H+0.040 6,ζ随闸孔相对开度e/H的增大而增大,其变化范围为0.04～0.16.     

长距离大口径输水管线摩阻系数及局部水头损失系数研究

针对长距离、大口径PCCP输水管摩阻系数n值及局部水头损失系数ξ值经验数据较少的情况,根据对已经实际运行四年的珠海市平岗泵站咸期供水配套工程中的输水管(长21km,管径DN2 400)进行监测和数据分析,推算出较为合理的n值、ξ值和局部水头损失比例,以供今后类似工程参考。     

微灌管道局部水头损失扩大系数的修正

根据微灌水力学原理,修正了微灌管道局部水头损失扩大系数,并对影响局部水头损失扩大系数的因素进行了敏感性分析。结果表明:当微灌管道出水口较少及进口端长度不等于出水口间距时,采用修正后的微灌管道局部水头损失扩大系数可以提高管道总水头损失的计算精度。     

大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数探究

针对大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数取值问题,以新疆小洼槽倒虹吸工程为例,结合工程实际选取合理的观测段,并依据多年实测资料,采用伯努利方程原理,初步确定倒虹吸管承插式接头局部水头损失系数。在此基础上,将倒虹吸全段水头损失（包含承插口接头局部水头损失）水力计算结果与上下游水位实测数据进行对比分析,验证该系数取值范围的准确性。最终建议大口径玻璃钢管承插式接头局部水头损失系数ζ取值范围为0．0035～0．005。     

倒虹吸有压弯管的局部水头损失系数计算方法比较

有压弯管局部水头损失计算在倒虹吸等过水建筑物设计中至关重要。其中,转弯角和转弯形式是影响局部水头损失系数取值的重要因素。本文通过比较分析典型的有压弯管局部水头损失系数计算公式,结合水工模型试验资料的验证,考察了不同计算公式的性能。对小转弯角(<20°)情形,分析了转弯半径和转弯形式对局部水头损失系数的影响。结果表明,转弯角小于17°时,折弯管的局部水头损失系数不大于圆形缓弯管,在低水头、大流量的输水工程的倒虹吸设计中可以考虑采用折弯管形式。     

保水堰局部水头损失系数的数值模拟

保水堰是分段低压输水管道中一种新型的衔接水工建筑物。文中采用VOF方法与标准κ-ε紊流模型相耦合,对保水堰的流场进行了数值模拟,计算出了保水堰的局部水头损失系数。为南水北调工程天津干线的设计提供了依据。     

双节拍门水头损失系数模型试验研究

本文进行了双节拍门水头损失系数模型试验研究，对试验结果进行了分析与讨论，在模型试验的基础上，给出了双节拍门水头损失系数经验公式，为泵站和拍门设计提供了技术参数。     

管道水流的水头损失系数

管道的水头损失直接影响水管和水泵尺寸的确定,也就是管网的水力平衡。所有沿程水头损失计算公式,在估算水管内壁糙率时都有误差。对于一定材料一定管径和流量的管道的阻力系数,不同的方程式可以估算出不同的沿程水头损失。在复杂管道网络系统中,方程式或系数的小误差的累积,使各个管子水头损失或流量的计算值产生较大的误差。本文提出了三个广泛应用于管道摩阻方程摩阻系数有关的解决水头损失计算误差的数学关系式和诺模图。对象聚氯乙烯和铸铁管道来说,用Hazen—Willians(H—W)和Manning(Mn)公式得的水头损失与Darcy—Weisbach(D—W)得的水头损失相同。还介绍了摩阻系数随直径和水流条件而变化的情况,并讨论了运用计算机计算变化的沿程损失系数问题。     

刚性淹没球冠状植被水流特性试验研究

本文将植被体型概化为由球状树冠和主干组成的树状植被,采用Micro ADV测量了树状植被影响下明渠水流的流速分布,分析了不同流量和水深条件下4组树状植被对明渠水流的影响,着重研究了树状刚性植被水流的平均流动和紊动结构,比较了多个典型位置处水流的纵向流速、垂向流速以及紊动强度。试验结果表明,水深越小,无量纲纵向流速越大;树冠的形状对水流特性的影响较大,在树状植被附近,纵向流速的垂向分布在树干层近似均匀分布,在树冠层先减小后增大,在无植被层符合对数分布;紊动强度在树冠层较大,在树干层和无植被层较小;通过象限分析,发现下扫作用主要在植被层起主导作用,喷射作用主要在自由水层占主导。     

多岔管局部水头损失系数的确定

为了确定多岔管道局部水头损失系数ζ,采用Fluent软件研究了五岔管局部的流速场分布,进而建立h_j~v~2/2g线性关系,从而得到各岔管局部水头损失系数ζ。计算成果与物理模型试验吻合良好,表明该数值模拟方法可用于其他异形体型局部水头损失系数ζ的确定。     

微灌支管单元均匀系数和局部水头损失计算

微灌是一种精准高效的节水灌溉,包括地表滴管、地下滴管、微喷灌等形式。均匀度是评价微灌的重要指标,均匀系数的微小变化将会引起工程造价的很大波动,因此有必要建立均匀性计算模型,以便更好地指导管道设计。基于国内外研究现状,以微灌支管单元为研究对象,从流体力学原理出发,建立考虑三偏差的均匀系数计算模型,并重点计算了毛管局部水头损失占沿程阻力损失的比例,希望为今后微灌支管单元设计提供帮助。     

渐变河道水流结构及局部水头损失特性研究

河宽渐变是天然河道的普遍形态特征。运用声学多普勒流速仪（ADV）测量了渐变河道模型的水流结构。试验结果表明：渐变河道形态对水流结构影响明显,在渐缩段和渐扩段产生二次环流,前者影响效应大于后者,且方向相反。基于 SMS 水动力学模型对渐变河道水流特性进行了二维数值模拟,与实测值吻合较好,并计算分析了局部水头损失系数沿程的变化规律。     

R型水跃局部水头损失系数与跃后水深的计算

通过能量方程研究R型突扩水跃局部水头损失系数,完善水跃跃后水深计算的理论方法,为消力池跃后水深的计算提供新的思路。通过建立消力池出口扩散断面和跃后断面的能量方程,分析R型突扩水跃局部水头损失系数和水跃水深比的变化规律。结果发现:R型水跃相对局部水头损失系数是突然扩散断面弗劳德数和消力池突扩比的函数;相对局部水头损失系数既服从线性分布,又服从乘幂分布;水跃水深比是跃前断面弗劳德数和消力池突扩比的函数。提出了局部水头损失系数和水跃水深比的计算公式,并分别对其进行了验证。     

三峡库区消落带植被生态学特征分析

 以重庆忠县石宝寨三峡库区消落带为典型案例区,探讨了库区消落带生物多样性指数沿坡面的梯级分布格局,并通过典范对应分析探讨消落带植被生态学特征与环境要素的关联,界定三峡大坝低水位阶段影响消落带植被生态学特征与恢复能力的关键环境因子。相关研究结果表明：库区消落带植被的生物多样性指数随坡面高程变化呈现一定的空间异质性;消落带植被的分布与土壤物性、河边距以及海拔等环境要素具有一定的关联。     

柔性植被和刚性植被水流水动力学特性研究

为了深入揭示植被水流的内在规律,系统研究了刚性和柔性植被覆盖下坡面流水动力学特性。结果表明:刚性或柔性植被覆盖下,水流平均流速均随流量增大而增大,刚性植被对流速的减缓效果优于柔性植被;刚性植被覆盖下,弗劳德数小于1,处于缓流流态,阻力系数随雷诺数和流量增大呈单峰形式变化;柔性植被覆盖下,随流量增大,弗劳德数逐渐增大,由缓流过渡到急流,阻力系数随雷诺数和流量增大均呈减小趋势。在生态工程建设过程中,同种植被应该选取刚度较大的植被类型。     

变断面明渠柔性植物水流特性试验研究

在变断面明渠,利用ADV测量流速,研究断面突然扩大情况下模型植物和真实植物的水流特性。结果表明:在水流稳定区域,布设真实鸢尾草和塑料鸢尾草模型的流速分布、雷诺应力分布和紊动强度分布具有一定相似性;雷诺应力和紊动强度在相对水深为0.6～1.1区域达到峰值,且从峰值区域向两端递减,总体上植物下部区域的紊动强度比植物上部区域大;同种植物紊动强度沿x、z方向的分布形式存在较大差别,紊动强度存在明显各向异性。     

Characteristics of Flow Resistance in Open Channels With Non-Submerged Rigid Vegetation

The flow resistance factors of non-submerged rigid vegetation in open channels were analyzed. The formulas of drag coefficient CD and equivalent Manning＇s roughness coefficient na were derived by analyzing the force of the flow of non-submerged rigid vegetation in open channel. The flow characteristics and mechanism of non-submerged rigid vegetation in open channel were studied through flume experiments.