不同断面形状对人工渠道糙率影响的试验研究

为探究不同断面对渠道糙率的影响,采用2种不同断面的人工渠道,在2种底坡及5种不同流量的条件下研究糙率随流量、底坡的变化规律。试验结果表明:在明渠均匀流条件下,在相同底坡、不同断面的人工渠道中,糙率的变化与流态有关,当Fr<1时,糙率值随着流量的增大逐渐减小;当Fr>1时,糙率值随着流量的增大逐渐增大。人工渠道断面形状发生变化时,糙率与各水力要素之间关系的变化规律基本相同,渠道的断面形状并不是影响渠道糙率变化的因素之一。     

人工渠道糙率系数影响因素的试验研究

通过物理模型试验资料分析,探讨了矩形渠道的糙率与渠道水深、弗汝德数的变化规律。分析得出:当底坡不变时,随着弗汝德数Fr的增大,糙率n值逐渐减小。在缓流渠道中,渠道糙率n随弗汝德数Fr变化的速率很快;在急流渠道中,渠道糙率n值随弗汝德数Fr的速率较慢。糙率系数n随水深h的变化关系与流态有关。缓流中,随着水深h的增大,糙率n值减小;急流中,当弗汝德数11.51时,糙率系数n随水深h的增大而增大。     

新疆阿勒泰哈巴河县养殖渠人工渠道糙率的试验分析

人工明渠糙率值确定及其变化规律研究,是水力学的重要课题之一,当前并无糙率随流量变动趋势关系的定论。以新疆阿勒泰哈巴河县养殖渠人工渠道为例,通过试验对不同底坡条件及相同底坡条件下糙率随流量变化的趋势规律进行研究。结果表明,流态是影响哈巴河县养殖渠人工渠道糙率的主要因素,此外,渠道糙率的取值及变动趋势还与底坡、弗汝德数、水深等因素有关。结果可为糙率特性的研究和水力计算中糙率准确取值的确定提供理论依据。     

矩形渠道人工加糙壁面阻力规律试验研究

为研究矩形渠道水流的阻力规律,采用了3种不同粗糙度的人工加糙渠道进行试验。研究结果表明在均匀流条件下,对同一粗糙度明渠,水力条件变化时糙率系数不是恒定不变的,它会随着流量的加大而呈对数减小,随着渠道宽深比的增大而呈对数增大,同时随着雷诺数Re和弗汝德数Fr的增加而呈幂函数减小。同时表明,不同的壁面粗糙度对糙率系数影响很大,进而影响水流的水力特性。即流量相同条件下,当壁面粗糙度增大时,断面水深增大,平均流速减小,雷诺数和弗汝德数均减小。并根据试验资料拟合出了糙率系数和等效粗糙度之间的关系式。     

不同加糙方式对明渠水力要素的影响探究

渠道糙率的变化会造成渠道各个水力要素产生相应的改变。通过对梯形渠道进行不同方式的加糙,并用电磁流速仪测量流速,分析在不同加糙方式下流速变化、不同形状的加糙形式对水流流速引起的变化以及糙率和各水力要素之间的关系。分析结果表明：当流量不变、加糙方式一定时,糙率随着设计水深的增大而增大;断面平均流速随着糙体间距的增大而增大;当流量不变、水深一定时,糙体布置间距越小,水流的纵向紊动强度越大;水深和糙体间距不变时,随着流量的增大,水流的纵向紊动强度增大,但变化不明显。     

梯形断面棱柱体渠道水流流态规律研究

从理论上分析了梯形直棱柱体渠道的临界底坡ik关于单宽流量q的函数特征,研究了水流流态随单宽流量q的变化规律,并以示例探讨.结果表明,当边坡系数m≤0.466 4时,渠道存在着最小临界底坡(ik)minik)min随m的增大而减小.并且可以用渠道的实际底坡i与(ik)min相比较来分析判定渠道中水流流态随单宽流量q的变化规律;当边坡系数m>0.466 4时,临界底坡ik随单宽流量q的增大而减小,则可以通过比较实际单宽流量与临界底坡为实际底坡时对应的单宽流量的大小来判定水流流态.     

人工加糙明渠糙率值与水流流态关系试验

采用3种不同粒径粗糙度的人工加糙明渠和光滑PVC壁面明渠,在9种不同底坡、6组不同的流量条件下,研究了明渠均匀流中糙率值与粗糙度、弗汝德数间相关关系。研究结果表明:(1)相同流量条件下:随着弗汝德数Fr的增大,糙率n值逐渐增大。同一弗汝德数Fr下,粗糙度Δ越大,糙率n值越大。(2)不同绝对粗糙度下:随着弗汝德数Fr增大,糙率n值增大。当Fr0.70时(即缓流),糙率n值与弗汝德数Fr有关,与绝对粗糙度Δ关系不大,即n=f(Fr);当0.7Fr1.0时(即缓流),糙率值n与弗汝德数Fr和绝对粗糙度Δ都有关系,即n=f(Fr,Δ);当Fr1.0时(即急流),糙率n值与绝对粗糙度Δ有关,与Fr关系不大,即n=f(Δ)。     

河岸糙率对明渠宽深比影响的研究

研究了河岸河床相对糙率对明渠宽深比的影响。根据定床渠道、临界渠道和动床渠道3种类型渠道,采用最小能耗率原理,分别构建了宽深比计算的优化模型。结合综合糙率公式,利用条件极值问题优化计算方法,得到了不同类型渠道条件下的宽深比与河岸河床相对糙率之间的定量关系。分析计算结果表明,定床明渠随河岸糙率的增大,宽深比增大;而临界渠道和动床渠道随河岸糙率的增大,宽深比减小。河岸糙率大于河床糙率时,定床渠道为了降低河岸高糙率对流量的影响,从而宽深比增大;而临界渠道和动床渠道,由于河岸糙率大时其抗冲能力大,因而宽深比减小。这些结论可供明渠水力设计时参考。     

水深与卵石粒径同量级下的河道糙率分析

通过水槽试验,探讨了卵石河道糙率在水深与卵石粒径同量级情况下随不同比降、流量的变化规律.结果表明:对于同一卵石河床,糙率不为常数,糙率随着水深和断面平均流速的增大而减小,当h/d＞2.5时糙率趋于定值;当h/d＜2.5时,糙率随着水深和断面平均流速的减小而增大.     

含淹没植被明渠水位及糙率变化试验研究

采用概化水槽试验研究了在不同植物间距、水流条件下,含淹没植被明渠水位、曼宁糙率系数的变化特征,给出了含淹没植被明渠的糙率经验公式.试验结果表明:相同的流量、水深条件下,明渠的水位壅高值和水面比降均随植物间距的减小而逐渐增大,当植物枝叶相互间贴近或交叉时,植物对明渠水位、比降的影响程度相对较大;水深基本相同、植物排列方式相同的情况下,随着流量的增加,水面比降基本呈线性增大趋势;水深相同的条件下,含淹没植被明渠糙率受水流流速的影响较小.     

不同床面下极细沙水流对糙率影响的试验研究

利用天然黄河极细沙进行了不同床面、不同流量、不同含沙量情况下极细沙水流对糙率影响的水槽试验.结果表明:光滑水泥床面以及在光滑水泥床面上加糙的床面,均有减阻现象但不明显;在粗糙床面上,糙率系数随含沙量的增大而减小,但当含沙量为60～100 kg/m3时,糙率变化比较平缓,超过100 kg/m3时,糙率随含沙量的增加而减小;对于不同级配的悬沙,当含沙量超过某一临界含沙量时,糙率随含沙量的增大而减小,且细颗粒含量越大,减阻现象越明显.     

不同边壁条件下矩形明渠水力特性实验研究

为了研究明渠水流水力特性变化规律,在室内实验的基础上,采用矩形明渠变坡水槽,通过改变边壁条件、坡度和流量进行实验,得到了较好的实验数据。实验结果表明:边壁条件和坡度相同的情况下,随着流量的增加,水深呈线性增加,平均流速和雷诺数呈现幂函数增大;当Fr1时,弗劳德数随着流量的增加而增加;当1Fr1.526时,弗劳德数随着流量的增加先增加而后减小;当Fr1.526时,弗劳德数随着流量的增加而减小;曼宁糙率系数随着流量的增加呈对数减小趋势。边壁条件和流量相同的情况下,随着坡度的增大,水深呈减小趋势,平均流速、雷诺数、弗劳德数和曼宁糙率系数均呈现增加的趋势。并由实验数据得出了雷诺数与坡度和流量关系的经验公式。     

基于河道行洪能力的护岸糙率影响分析

文章利用三棱柱砖块和仿真草皮模拟河道生态护岸,采用水槽试验揭示了护岸糙率在变底坡和变流量下工况下的变化规律,然后通过数值模拟研究了护岸糙率于不同宽深比以及非均质流条件下对水面线的影响.研究表明:河道综合糙率符合对数分布规律,水深越深其值越大,护岸糙率受底坡或流量的改变影响较低;随护岸糙率的增大,非均匀与均匀流情况下河道...     

糙率变化对明渠水深影响的探讨

糙率对于明渠水力计算有着重要的影响。工程设计中常采用查表法选取渠道糙率,增大了糙率取值的随意性。通过模拟计算与分析,探讨糙率对明渠水深的影响,同时对明渠上下游断面不同糙率的水面衔接问题进行了分析。结果表明:在相同流量情况下,明渠断面越小,糙率对渠道水深的影响越大;在相同流量、相同明渠断面情况下,渠道底坡越小,糙率对渠道水深的影响越大;在明渠断面相同的情况下,流量越大,糙率对渠道水深的影响越大。     

U形断面的水力设计

明渠的过水能力与明渠的底坡、糙率以及断面形状和尺寸有关。因此在明渠底坡和糙率已确定的条件下,明渠的过水能力则取决于断面的形状和尺寸。一、U 形水力最佳断面设计渠道断面时,要求工程量小,投资少,即在流量 Q、底坡 i、糙率 n 相同的条件下,应使过水断面面积ω最小,或在面积ω、底坡 i 和糙率相同的条件下,使通过的流量 Q 最大。满足上述条件的明渠断面称为水力最佳断面或水力最经济断面。     

草被覆盖下坡面-沟坡系统坡面流阻力变化特征试验研究

本项研究旨在通过室内放水冲刷试验,揭示坡面—沟坡系统坡面不同草被覆盖面积比、不同空间配置、不同放水流量下坡面阻力的变化过程及特征。试验共涉及坡面—沟坡系统坡面5种草被覆盖面积比、3种空间配置和2种放水冲刷流量。结果表明：坡面—沟坡系统坡面流各段面平均曼宁糙率系数和平均阻力系数与放水流量关系密切,随流量的增大在有草被覆盖断面两系数呈减小趋势,在无草被覆盖断面呈增大趋势。有草覆盖面积大小对阻力影响较大,随面积比的增加阻力系数增大;坡面流阻力在整个坡面—沟坡系统中沿流程增加而下降。在有草覆盖条件下各断面径流平均曼宁糙率系数和平均阻力系数均呈增加趋势,无草坡面则变化不大。因此可得出结论认为草被覆盖和坡度对坡面流阻力大小起着决定性的影响。     

水深及滩地糙率对复式断面河道过流能力的影响

水深、滩地糙率是具有单、双槽复式断面河道过流能力的重要影响因素。采用数学模型计算并分析不同水深及滩地糙率情况下,概化的顺直型复式断面河道的过流能力,结果表明:当滩地水深与滩地高度之比增大时,滩地流量分配比随之增大,但增大的趋势越来越弱。随着滩地水深与滩地高度之比增大,河道水力坡降降低,在滩地水深与滩地高度之比小于0.4时,增大滩地水深与滩地高度之比对于减小水面比降效果明显。随着滩地糙率的增大,滩地流量分配比迅速减小,两者呈线性相关。     

玻璃水槽糙率与明渠流态关系试验研究

采用变坡水槽进行河道模拟试验,研究在不同底面材料、不同流量条件下对糙率的影响。结果表明,随着流量的增加,糙率系数呈线性减小趋势;在同一流量作用下,加入人工草坪的断面糙率系数大于玻璃断面。     

西江中游干支流河道糙率研究

根据西江中游干支流最新河道地形资料建立了一维非恒定水动力数学模型,采用实测洪水水文资料对主要干支流河道糙率进行了率定和验证。研究表明西江中游干流从上游红水河河床坡降0.74‰逐渐减小到浔江河床底坡降0.07‰,主要支流柳江和郁江河床底坡降都小于0.1‰;干流红水河、黔江和浔江率定后的综合糙率分别为0.056、0.055和0.036,呈现依次从上游向下游递减的趋势;柳江和郁江河床综合糙率分别为0.033和0.035,且该两条主要支流河床糙率随流量和水位变化幅度很小;红水河上具有调节能力的岩滩水库对库区上游河道糙率影响显著。黔江河道在近20年来河床糙率变化不大,但在该河道下游端大藤峡水库蓄水和运行后,可以预见该河道糙率将会呈减小趋势。     

红壤开挖面坡面径流特征研究

为了研究坡面径流特征,采用上方人工放水实验模拟坡面水流,研究不同放水流量强度、不同坡长及不同坡度条件下红壤坡面径流过程特征.结果表明:(1)不同放水流量强度条件下,坡面径流率随径流历时的变化总体上呈先逐渐增大,后趋于稳定的变化过程,且放水流量强度越小,坡面径流率的增长速度反而越大;(2)不同坡长条件下,坡面径流率随径流历时的变化过程总体上先逐渐增大,后趋于稳定,且随坡长的增大,坡面径流率越小;(3)不同坡度条件下,坡面径流率随径流历时大部分先逐渐增大,后趋于稳定,对于两个较陡坡(50°和65°)且放水流量较大的坡面,坡面径流率随历时先逐渐减小,后趋于稳定.