长河段河工模型时间变态影响及水沙过程控制方式研究

为满足泥沙沉降和起动相似,河工模型试验一般采用轻质模型沙。轻质模型沙引起的河床冲淤时间比尺与水流运动时间比尺不一致,使得模型水流运动过程发生扭曲、河道槽蓄及泥沙传播发生偏离,从而导致模型河床冲淤变形不相似。结合长江防洪模型试验分析了长河段河工模型时间变态对水流运动和河床冲淤变形的影响,探讨了时间变态影响改进措施,提出的模型进口提前、出口滞后的水沙过程控制方式,可供类似河工模型借鉴。     

河工模型中悬移质细颗粒泥沙沉降相似初探

河工模型中悬移质泥沙细颗粒之间的相互作用所导致的凝聚,对其沉降相似性有不可忽略的影响. 本文根据电化学基本理论和流体力学基本概念,揭示了细颗粒泥沙凝聚作用的发展;提出河工模型中模型沙絮凝临界粒径和河工模型最大缩尺;便于在模型设计阶段就考虑凝聚作用对相似性的影响. 以上成果用于汉口葛洲坝1/150模型的模型沙细颗粒,在总体上沉降相似,局部不相似,本文对此以及对这种现象在试验成果所造成的影响,进行了分析验证.     

枢纽上下游床沙级配相差悬殊时河床变形模拟

一些水利枢纽经过较长时期的运用后，枢纽下游河床在泄水流中刷作用下会发生显著的床面粗化现象，枢纽上游河床则因为泥沙淤积而发生床面细化现象，从而造成枢纽上下游附近床沙级配相差较大，如何对类枢上下游河床变形进行模拟，已成为河工模型有待解决的重要问题，本文从河工模型基本原理出发，针对高水头枢纽和低水头枢纽的情形，就这一问题展一讨论，指出选择轻质与天然沙分别模拟枢纽上游床沙与下游床沙是经济合理的，并分析二种     

河工模型相似设计及特殊处理技术

本文从河工模型相似原理出发，由水流对床面产生的拖曳力τ和床面泥沙可动指标ρ′ｇｄ之比，导出适用于底沙的冲积类河工变态模型的变率ｅ，是由模型砂密度来决定的关系式：λρ′＝ｅ２，进而确定了冲积河流的模型设计的变率ｅ＝λＬ／λｈ和λρ′＝（ρｓｐ－１）／（ρｓｍ－１）之间的关系式来进行底沙模型设计。另外对一些特殊模型设计的处理技术作了较详细的介绍，对河工模型设计和试验研究者具有参考意义。     

复杂河型河流物理模型的相似律

研究模型相似律是动床河工模型试验中最重要的环节.本文通过试验和分析,对冲积河流模型应当遵循的河型相似条件及泥沙悬移相似条件进行了论证,并就模型沙选择及高含沙洪水模拟等问题发表了看法.所提出的河工模型律及其它有关成果已在不少复杂河型的河工模型设计和试验中采用.     

滦河迁西县城段河工模型试验的模型沙设计

在滦河迁西县城段河工模型试验中,由于原型床沙较粗(中值粒径d50= 25 mm),且组成范围较大,不适合用平均沉降相似法进行模型沙级配设计.因此采用新的模型沙级配方法,在同时满足起动相似和河床变形相似的两个条件下,根据糙率模拟要求,通过冲洗研磨制备天然样沙,再通过数学方法进行编程优化计算样沙的配比得到模型沙.通过水槽起动试验和物理模型试验,模型沙选择满足要求,模型设计合理.     

煤粉动床模型的相似性——斐伊川模型

前言在动床河工模型试验中,使模型的现象与原型相似是非常困难的。其主要原因是模型沙材料的粒径受到限制。即当床沙的粒径小于0.2毫米时,易受粘结力的影响,小规模的沙波和输沙形态的相似性不能得到保证。因此,采用天然沙作模型沙,根据简单的几何相似进行试验,对砾石河流,相似性     

水石型泥石流河工模型试验方法

泥石流河工模型试验是预测泥石流河道演变规律,正确设计泥石流地区桥渡建筑物等的重要手段,它是刚刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验的发展. 水石流属稀性泥石流,其运动特性相对较接近于挟沙水流,所以先开展水石流河工模型试验是有利的.模型的相似条件,可从水石流的基本特性出发,并借鉴于泥沙河工模型的相似条件. 模型泥石流体的供给方式有水沙混合循环式供给和水沙分离以清水冲沙的一次性供给.在水石型泥石流河工模型试验中,后一种供给方式较好,理论上也是可行的. 本文还讨论了水石型泥石流河工模型的设计、制造、模型验证和试验量测方法,最后举出了模型实例. 泥石流河工模型试验是刚兴起的一门试验技术,也是泥沙河工模型试验技术的发展.在泥石流灾害日趋严重的今天,泥石流河工模型试验确系预测泥石流规模、河道演变趋势及正确设计泥石流地区桥渡等建筑物的重要手段.在尚未建立完整的泥石流模型的相似理论之前,我们先对水石型泥石流河工模型的相似条件、模型设计和制作、模型验证和量测方法等作了一些初步探索.     

模型沙容重和流变及沉降特性的试验研究

目前河工泥沙模型试验中常采用的模型沙主要有电木粉、塑料沙、煤粉、煤灰等，通过对这几种模型沙的容重、流变及沉降特性进行试验研究和总结，其主要结论是：模型沙的重率是比较稳定的，但其干容重随时间的延长而逐渐增大，并趋于一稳定值；模型沙浑水一般皆属于牛顿体或宾汉体单颗粒模型沙沉速服从斯托克斯定律和武汉水利电力学院公式，而群体沉速仍用一般规律进行描述。     

塑料模型沙起动流速试验研究

通过水槽试验进行了塑料沙的起动流速试验,以5组泥沙为例,推导出沙粒在不同运动状态下塑料沙的起动流速公式,并与3种常用模型沙起动流速公式计算值比较,建议对轻质模型沙起动流速估算时,采用塑料沙起动流速计算公式.     

南水北调中线与安阳河交叉工程河段概化模型

南水北调中线总干渠与安阳河交叉的倒虹吸工程改变了天然河道水流条件.为了使倒虹吸交叉工程布设既安全又经济,需进行全沙动床变态河工模型设计,以对交叉河段进行分析研究.本模型设计是根据水流运动相似、泥沙运动相似的理论,以变率为参数,利用沉速判别数,既考虑悬移相似又兼顾起动相似进行河工模型试验设计、验证,解决了全沙动床变态河工模型设计中模型沙选择及各组沙沉降相似等方面的问题.     

泥沙河工模型时间变态的影响及其误差校正途径

泥沙河工模型采用轻质模型沙时,往往存在水流运动时间比尺与河床冲淤时间比尺不一致的矛盾.目前的做法多为偏离前者而遵循后者,即采取时间比尺的变态,以尽可能保持河床冲淤的相似性,并缩短试验历时.但时间变态结果.对长距离河段的非恒定水沙过程的模拟,将在一定程度上导致沿程流速、水位、狭沙能力和河床冲淤量的偏离.本文首先对时间变态问题及其影响进行了概略性分析,进而通过水流连续方程和运动方程的数值求解,对时间变态所引起的诸水力因素和河床冲淤沿程偏离的性质及偏离的程度进行了定性和定量的分析计算,最后研究了校正这类偏差的途径和方法.     

鄱阳湖实体动床模型设计

模型沙选择是动床模型设计的关键因素.鄱阳湖模型变率大、入湖泥沙细,动床模型宜选用轻质模型沙.本文采用泥沙运动相似条件的研究成果,进行模型沙粒径比尺的初步设计,结合水槽起动流速试验,选取适合的模型沙,并和国内几种轻质塑料沙起动流速计算公式对比,推荐了估算塑料沙起动流速的计算公式.经选取的模型沙满足起动流速相似,全沙相似条件较好,各相似比尺合理,为提高动床模型试验模拟精度奠定了基础.     

应用优选法配制河工模型沙

本文应用优选法多因素方法中的步长加速法配制河工试验模型沙,它较之传统的筛分配沙及试算配沙方法具有省工、省时、计算速度快、精度高的优点。本方法经动床模型试验实际配沙验证,均获得令人满意的结果。     

河工模型在河流治理开发与保护中的作用

在总结国内外河工模型发展历程的基础上,简要论述了河工模型在大型水利工程建设、河道治理实践、河流开发利用、河流生态保护,以及河口海岸治理与开发利用中的作用,并提出了河工模型试验中需进一步研究解决的模拟关键技术问题,包括河工模型的变态问题、河床阻力相似、模型选沙问题、模型量测技术问题等。     

Y型交汇河段河工模型验证方法研究

本文对白石水库库区内大凌河与亡牛牛河Y型交汇河段河工模型进行试验研究,其目的是验证Y型交汇河段河工模型是否满足试验规程要求。根据定床河工模型应满足的相似比尺要求,结合牛亡牛河的特点,采用数学模型与物理模型对亡牛牛河与大凌河交汇河段河工模型进行设计研究及模型验证。验证结果表明,精度满足规程要求,含沙量比尺、河床冲淤变形时间比尺选取合适。     

永定河卢三段河工模型糙率模拟试验研究

通过水槽实验,运用水泥锥梅花加糙法,研究不同水泥锥布置和不同流量条件下的加糙糙率变化规律。将该加糙方法,用于永定河卢三段河工模型试验中,设计洪水条件下的试验水位与设计水位基本一致,表明加糙结果合理、可靠。试验结果表明,水泥锥直径为2 cm、铺设间距为3.3 cm,可达到0.030的模型糙率要求。试验成果可为大比降沙卵砾石河床的河工模型试验加糙方案提供借鉴。     

沥青沙特性试验研究及应用

新型轻质模型沙—沥青沙已成功用于长江口深水航道工程泥沙模型。本文通过试验，研究了沥青沙的沉降速度和起动流速，提出了沥青沙起动流速经验计算式和其适用的沉速计算公式。     

论动床河工模型的相似律

本文根据相似理论及河流动力学原理建立了河床变形相似的基本原则,论证概括了现有动床河工模型的相似律,判明了悬沙模型试验的限制条件,提出了进行悬沙淤积为主的模型试验的设计及试验方法.文中根据最近进行的甘油液流泥沙开动切力试验的成果,以及多年从事模型试验的经验初步判明,目前广泛流行的动床模型相似条件U_*d/V=idem是根据不足的.     

沥青沙特性试验研究及应用

新型轻质模型沙－沥青沙已成功用于长江口深水航道工程泥沙模型。本文通过试验，研究了沥青沙的沉速度和起动流速，提出了沥青潲起动流速经验计算式和其适用的沉速计算公式。