计算收缩水深的简易方法

在设计溢水堰坝时,总是要计算过坝水流的收缩水深。这水深通常是由能量关系式去推求。即 E_o=h_c q~2/(2gφ~2h_c~2) (1)式中:E_o为坝上游的总水头,以下游河床为基面; q为单宽流量; φ为考虑水头损失的系数; h_c为所求的收缩水深。由(1)式可以看出,这是关于h_c的一个三次方程式。求解这个方程虽不很难,但手续繁多,并且解出三个根来还不知哪个才是所求。一般惯用的方法是利用E_o/h_k与h_c/h_k的关系曲线先算出h_k=(q~2/g)~(1/3),再算出E_o/h_k,从曲线上查得相当的h_o/h_k,还要     

陡槽中降水曲线绘制的新方法——无尺度水面轮廓法

陡槽中降水曲线是棱柱体明渠中水面曲线的一种,其绘制方法有分段求和法(即差分法)和水力指数法(又称积分法)两种,这些方法在一般水力学教科书中均有详细的介绍。无尺度水面轮廓法是在分段求和法的基础上发展起来的,它采用了相对水深(a=(h-h_k)/(h_o-h_k)、相对长度(L＇=iL＇/(h_o-h_k)·h_o/h_k)以及参数(η=h_o/h_k)等三个无尺度量,绘出二元流(即不计边墙阻力影响)的水面轮廓。对于考虑边墙影响的矩形断面陡槽,则提出一个长度改正系数K的计算公式。并指出,当宽深比(β=b/h_o)大于某一数值时,一般     

基于FLOW-3D的明渠壅水断面流速特征研究

随着传感器技术的发展,渠道流量测量技术有了新的突破,目前渠道流速大多是根据点流速进行计算,但在渠道内因阻滞作用的影响,同一断面上的水流速度分布会随着水深的不同而不同。为探讨不同水深边界情况下,明渠剖面流速分布特性。文章截取某梯形渠道100 m渠段,利用FLOW-3D进行建模,模拟了不同的下游壅水情况。通过对不同水深情况下剖面流速分布的研究,采用固定流速系数的方法进行分析,给出了在壅水高度小于20 cm的情况下,可以达到测量精度(误差不超过±10%)的水流速度系数。通过模拟计算,拟合出了水流速度系数随水深变化的曲线,对流速系数进行修正后可使测流误差小于1.40%。     

水面曲线特性分析及速绘法

通过简捷方法论述了水面曲线绘制中正常水深线与临界水深线相对位置的确定；水面曲线壅降性、凸凹性的确定；水面曲线上下游趋势以及变坡时水面曲线线型的确定等。     

壅水条件下水流阻力试验研究

壅水条件下的水流阻力及输沙特性,在水利工程的应用中占有十分重要的位置。对壅水条件下河道开展概化水槽试验,采用声学多普勒测速仪ADV对水流流速进行了测量,并对壅水条件下水流阻力和床面切应力等进行了分析。结果表明壅水条件下,水流流速沿垂线分布较均匀流条件下更加均匀,当壅水程度越大时,水流流速沿垂线分布越均匀,且流速分布大致上仍服从对数率分布;壅水条件下,随着水深的增大,摩阻流速不断减小;壅水条件下河道水流阻力系数随着非均匀系数及水力半径的增大而增大;引入壅水程度指标,并拟合得到了床面切应力随壅水程度指标的变化关系式。成果可为壅水条件下水流结构特征及输沙规律的研究提供参考。     

复式河槽水位流量计算误差分析及方法对比

水位流量关系是推算水面线的重要依据。复式河槽的水流漫滩时,直接运用曼宁公式计算水位流量关系会产生很大的误差,并会出现流量随水深增加而减小的不合理现象,为此分析了复式河槽垂线平均流速的横向分布及曼宁公式中流量-水深函数的单调性,探讨了这种误差及现象出现的原因;然后以实测资料为依据,对比分析了以曼宁公式为基础的水平分割法、垂直分割法、对角线分割法、湿周修正法及权重分割法与传统理论方法(谢汉祥法、河槽协同度法)计算复式河槽水位流量关系的精度,进而讨论了改进后的曼宁公式在复式河槽中的适用性。结果表明,主槽与滩地的流速差使漫滩水流发生横向运动,并在滩槽交界处形成大量的动量交换,其作用机理完全不同于单一河槽,故曼宁公式不能直接应用于复式河槽;复式断面的水力半径增长率与湿周增长率满足一定的条件时,曼宁公式中流量-水深函数单调递减,漫滩初期流量随水深增加而减小;对比不同计算方法的结果发现,湿周修正法精度最低而不推荐使用;水平分割法、垂线分割法、对角线分割法及权重分割法的精度与传统理论方法接近甚至更高,因此这些改进后的曼宁公式能够较好地适用于复式河槽。由于对角线分割法在所有方法中精度最高且计算简便,故计算复式河槽水位流量关系时推荐采用对角线分割法。     

“水深平均二维数学模型”在跨河桥梁防洪评价壅水计算中的应用

近来,随着计算机技术的提高,出现利用计算机对跨河桥梁局部流场进行模拟并得出大桥设计壅水高度的方法。本文以扬州市文昌东路东延工程中的廖家沟大桥为例,介绍了采用"水深平均二维数学模型"进行壅水分析计算的基本方法和主要步骤,为防洪评价中的桥梁壅水计算提供新的计算模式。     

峡谷壅水河段推移质输沙规律探讨

以奉节站为例,对峡谷壅水河段水沙运动现象进行了描述,分析现有推移质输沙率公式在峡谷壅水河段的预测效果,对峡谷上游附近河段推移质输沙规律进行了探讨,指出峡谷壅水河段由于水深、比降及床面补给的复杂性,推移质运动的不连续性,致使现有输沙率公式不能适用于此类河段。     

梯形透水潜坝附近水面线及透水率

为研究结构物的透水特性和水动力特性,利用PIV流场测量系统专用水槽物理模型试验与Flow3D数值模拟相结合的方法研究均匀开孔的梯形透水潜坝附近水面线及坝体透水率的变化规律。结果表明:潜坝附近壅水及水跌高度随透空率的增大而减小,不同透空率潜坝坝后水面均出现"逆坡现象"。相同断面平均流速条件下,水深越大,相对壅水高度越小;当水深大于2倍坝高时,坝体壅水效果逐渐消失。相同坝前远端水深条件下,随着断面平均流速增大,坝后水跌高度增大。最后利用数模计算结果经回归拟合得到透水率的综合计算公式,经验证该经验公式计算结果和实测值最大偏差不超过5%,具有一定的可靠性。     

关于桥梁壅水计算中几种经验公式应用的探讨

修建跨河桥梁时,由于河道中桥墩占据了部分过水断面,桥孔压缩水流,使桥位上游水面壅高,形成桥前壅水,根据明渠渐变流原理,壅水水面曲线在向上游延伸过程中存在最大壅水高度ΔZ,桥梁壅水计算就是通过一些经验公式来推求桥前最大壅水高度ΔZ。     

防洪评价中跨河桥梁壅水和冲刷计算探讨

在对跨河桥梁进行防洪评价及审查的实际工作中,发现以下问题：利用水面曲线法推求桥墩壅高值时,桥位断面与上游断面的间距对壅高结果有很大影响;在利用经验公式法计算桥位冲刷深度时,河槽和河滩的流量分配对结果有很大影响,如果分配不合理,甚至会出现河滩冲刷深度大于河槽冲刷深度的情况.文章以许渡大桥为例,分析以上问题出现的原因,并探讨解决方法,力求计算结果的准确合理,供防洪评价及其审查人员参考.     

大化水电站水库淹没处理设计的体会

大化水电站位于广西红水河中段、都安瑶族自治县大化公社附近,正常蓄水位155米时,水库长82.2公里,水库面积21.9公里~2,总库容4.19亿米~3。由于大坝壅水不出河槽,水库淹没损失较少。但需要提出的是,大化水库淹没不仅使     

七台河市城市防洪工程壅水建筑物设计综述

根据河道壅水建筑的作用和特点,一般都采取溢流坝、翻板闸和橡胶坝3种建筑物结构形式,但橡胶坝正常运用时,坝袋充水胀起,成为壅水坝,并可坝顶少量溢流,当洪水期坝顶水深超过规定水深时,坝袋放水,坍平泄洪,不影响河道正常泄洪。优点较美观,运行操作方便。     

南水北调中线干渠桥墩壅水计算公式的选择

南水北调中线工程沿线布置数百座桥梁,桥墩壅水对渠道的过流能力和渠道的水面线具有一定的影响,因此,准确计算桥墩壅水对于水面线的计算和输水渠道的设计具有十分重要的作用。以典型的圆柱型桥墩为研究对象,采用VOF方法对桥墩周围的紊流场进行了数值模拟,并计算了给定水深、流量和桥墩阻水比等条件下桥墩的壅水大小,通过与一维经验公式计算结果的对比,建议选择无坎宽顶堰公式作为桥墩壅水计算公式。最后,在南水北调中线干线一维数值仿真平台上分析了所有桥梁的壅水效应对渠首水位的影响。     

三门峡水库不同运用条件下的冲淤分布特点及对潼关高程的影响

汛初，三门峡库区堆积了大量的淤积物，各级运用水位的回水范围小。经泄洪排沙运用，淤积物基本得到清理，305m水位回水延伸到北村附近，调沙库容增至0.5亿m^3左右。此时，壅水淤积物分布在北村以下，上段河道不受壅水影响，河床冲刷继续发展。进入非汛期运用后，潼关－－GyDuo段淤积量主要来源于运用水位大于322m，尤其是324m水位期间的部分入库沙量。潼关高程年内升降变化与潼关－－GuDuo段冲淤量密切相关；年际间，潼关高程与潼关－－GoDuo段河槽淤积量之间呈线性变化，即潼关－－GoDuo段河槽淤量增减0.023亿m^3，潼关高程随之升降0.10m左右。     

浅谈拟建桥梁对河道行洪和河势稳定的影响——以孔雀河复线大桥工程为例

描述了河槽一般冲刷、桥墩局部冲刷、壅水、河道稳定性等的计算理论,以孔雀河复线大桥这一工程实例,运用计算理论分析孔雀河复线大桥修建后对河道行洪及河势稳定的影响,最后得出拟建桥梁方案是否可行的结论。     

桥测断面流速垂直分布规律分析

天然河流的流速垂直分布,一般是水面流速大于河底,且呈一定的曲线形状。由于影响流速垂直分布因素很多,如河床糙率、冰冻、水草、水深、风力、河槽形式等,故曲线形状也各不相同。经许多学者实验研究,导出一些经验、半经验的分布曲线公式,如抛物线公式、椭圆公式、指数公式及对数公式等。其中对数曲线型公式比     

某水库工程底孔窄缝方案试验研究

受条件限制,某水库工程底孔只能将水舌挑入主河槽,而该孔口中心线与主河槽交角较大,同时为避免底孔水舌下缘冲击下游水垫塘二道坝,底孔水舌需越过二道坝。通过相关方案比选,综合考虑流态、挑距、流道无压段水深以及冲沙水位的设置等相关水力学指标,最终提出了只在无压段左边墙贴楔形体的解决方案,较好地解决了该工程底孔的泄洪消能问题。     

昌图县浮桥工程对辽河水流流场的影响分析

修建桥渡工程经常会造成河道壅水和冲刷加剧。文章在介绍辽宁省昌图县浮桥工程和辽河通江口河段情况的基础上,首先用一维模型(HEC—RAS)计算得到建桥前桥上下游断面水流的水深和流速,然后选择了三维水力计算模型,对浮桥附近流场进行分析计算,结果显示其壅水影响较小。     

高速公路跨河大桥对防洪的影响评价

本文采用现场实地勘查、实测资料分析和理论公式计算等方法对青兰高速泰安-聊城段黄河公路大桥项目的防洪影响进行了研究与评价,内容包括:桥位河段河床演变规律及河势变化分析;主河槽宽度确定;建桥产生的主槽壅水高度、壅水范围;桥墩引起对主槽、滩地的冲刷;建桥后对防洪及河势可能产生的影响分析等。结果表明:河道中修建的跨河大桥对河道的流势、过流断面、防洪安全影响不大。