贯彻新规范中对有关糙率计算问题的探讨

1　问题提出在过去几十年的水文测验中,糙率资料的分析一直是采用恒定均匀流中断面法的曼宁公式计算,近年来,水文测验及计算先后推行了国标或部标的规范化。在部标的《比降—面积法测流规范》中规定,对糙率及流量的分析计算,须应用非恒定流或恒定非均匀流公式进行;而在国家标准的《河流流量测验规范》中,又明确提出了应用比降—面积法测流作高洪测流的主要手段之一。由于计算方法的改进,大部分测站(河段)的糙率资料同过去的分析成果有所差别。为了适应新规范下的高洪比降—面积法测流,在新规范应用后糙率资料收集不足的情况下,必须应用过去…     

壅水情况下非均匀流糙率系数研究

非均匀流的水力特性不同于均匀流,水力特性的变化有可能引起糙率的变化。本文采用数值模拟的方法,运用立面二维数学模型对壅水情况下的明渠非均匀流进行模拟,研究非均匀流情况下水力特性和糙率系数的关系。研究表明:壅水情况下,非均匀流能量损失沿程减小,但糙率系数却是沿程增大的。非均匀流中能量损失及糙率系数之间的这种关系是不同于均匀流的,这是非均匀流不同于均匀流的特点之一。根据数值计算结果,拟合得到了较为实用的壅水情况下明渠非均匀流糙率的计算式。将该式用于水库回水水面线计算得到的结果与采用均匀流糙率的计算结果差别较明显,说明采用非均匀流糙率进行水库回水水面线计算是必要的。     

多断面曼宁糙率试错法在三工河洪峰流量推求中的应用

在采用比降-面积法估算无水文站河段的高洪流量时,糙率是一个很难精确确定的重要参数。选择一个合适的糙率,对计算结果的准确性有着很大的影响。简要介绍了多断面曼宁糙率系数试错法的理论基础及计算方法,并以推求三工河流域"2005.08.09"洪峰流量为例,介绍了该方法的具体应用。采用规范允许的恒定非均匀流流量计算公式对推求成果的合理性进行了分析,结果表明,多断面曼宁糙率试错法能较好地确定无资料地区的糙率。     

多断面曼宁糙率试错法在洪峰流量推求中的应用

在调查河段无水文站情况下,用比降—面积法估算高洪流量时,糙率是一个非常重要的参数,也是一个很难精确确定的参数。选择一个合适的糙率,对计算结果的准确性有着很大的影响。本文简要介绍多断面曼宁糙率系数试错法的理论基础及计算方法,并以推求三工河流域＂2005.8.09＂洪峰流量为例,介绍了该方法的具体应用,并用规范允许的恒定非均匀流流量计算公式对推求的成果进行了合理性分析。     

潮汐河工模型三角块梅花形加糙试验研究及其应用

通过水槽均匀流试验，研究了三角块不同粘贴方向、厚度、布置间距和水深条件下若干种粘贴方案加糙糙率．根据试验结果，推导了三角块正向、反向梅花形粘贴糙率计算式，计算值与实测值偏差在10％以内．将三角块梅花形加糙研究成果应用于长江河口段模型，模型潮位和流速均与实测值基本一致，模型能较好地复演天然水流运动规律．     

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...     

小浪底水利枢纽泄水建筑物糙率复核与评价

通过对小浪底水利枢纽泄水建筑物泄流条件的阐述,利用水工模型试验对设计糙率进行验证复核,并对设计采用糙率的合理性和后期糙率增大后对泄流能力的影响进行了分析评价。同时通过与已建工程进行对比分析,最终得出了设计糙率满足有关规范规定的结论。     

关于一维河床糙率的计算程序

一、引言 目前工程上已经普遍采用数值方法求解一维河网用流态,其中必然遇到河床糙率的取值问题。此外,许多实际工程问题也需要知道河床糙率值。糙率是多因素综合参数,不仅受水力、河相因素的影响,而且还与天然流态和均匀流态之间的差别有关。要准确标定糙率并非易事,确定得不准往往给求解结果带来较大的误差。     

冰盖河渠水深平均流速的横向分布

以Reynolds平均的Navier-Stokes紊流方程为基础,提出了冰盖河渠恒定流的水深平均流速的横向分布准二维模型,该模型包括了河渠流动的一些关键三维紊流因素,不仅适用均匀流和非均匀流,而且适用于明流和断面部分冰封的流动。建立了综合阻力系数fd与河床糙率系数nb和冰盖糙率系数ni的函数关系,其中nb和ni可以是常数,也可以是横坐标y的函数。典型冰盖梯形明渠的算例表明,本文模型具有足够的计算精度,同时计算明流无因次涡流黏度λ的方法也适用于冰盖下流动。     

含非淹没植物明渠糙率系数及非均匀流水力特性

根据水力学对明渠水流流动类型的划分,提出按均匀流和非均匀流分别进行研究的新思路。通过对植物段上游水流和植物段水流的研究,得到种植植物后植物段上游形成M1型非均匀流,植物段基本形成M2型非均匀流,其相对水深随排列密度增大而增大,种植物前非均匀流水深越小,种植物后水深变化越大,植物段的相对糙率系数和相对水力坡度均随植物排列密度增加而增大,且植物横向加密比纵向加密糙率系数增加的快,阻水效果更明显等结论。更多还原     

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。     

潮汐河段糙率n的计算分析

针对平原河道糙率计算方法,探讨受潮汐影响的宽浅河段糙率计算。以长江河口段为例,分析潮周期内流量变化过程以及流速沿水深分布特征,选取落潮稳定时段,利用流速垂线分布特征及Einsten断面综合糙率计算方法计算河道糙率。利用明渠非恒定流圣维南方程,推算涨落潮历时过程中计算河段逐时河道糙率n,分析非恒定流量变化d Q/dt对糙率影响,反映了潮汐河段河道糙率变化特征,分析其落潮过程中,随水位降落洲滩水深植被等影响下河道糙率的变化情况,采用落潮稳定期天然实测资料,进行代表性断面测点垂线流速分布特征,综合糙率计算法和河道水力计算推求糙率法,分析确定河道糙率。     

土壤改良渠道草覆盖糙率的计算

有草覆盖的渠道底和边坡的糙率与纯土质河床的糙率应当有所不同。虽然国内外就此问题作过研究,但到目前为止,在渠道水力计算中,没有经常考虑到这一点。在均匀流渠道的水力计算中,通常采用谢才公式,而此式中的流速系数C则用不同的方法来确定。众所周知,H.H.巴甫洛夫斯基公式被认为是最精确的。在实际工作中,也常用曼宁公式来确定这一系数。无论在那一公式中,都包含有糙率值n,此值表征所谓的“刚性”糙率     

孔雀河上复杂河段的洪峰流量推求

在水文分析计算中,要用到的一些河流或河段无水文资料,必须进行洪水调查和采集数据,进行水文测验工作。首先选好测验断面,再确定糙率值。无资料河段的糙率,可以选用上、下游河段的实测值或选用相似河段的实测值。糙率是反映河床、岸壁形状的不规则性和表面粗糙程度的一个系数,它直接影响河流沿程能量损失的大小。天然河道不规则,断面形状不断发生变化,只有在洪峰值出现时,短暂的时间里为恒定流。但只要选取较好的控制断面,也可以把部分河段看做是恒定非均匀流。从能量的角度分析,不仅要考虑沿程能量的损失,还要考虑局部的能量损失。因此,可以实测资料,通过伯努里方程式,反推糙率值,计算出洪水调查断面的河段糙率0.068,最后推求洪峰流量。阐述了孔雀河上复杂河段洪峰流量的推求方法。     

黄河下游"河道糙率比玻璃水槽还小"之我见

分析了黄河下游“河道糙率比玻璃水槽还小”的原因,认为：①出现这一现象与高含沙水流的“减阻效应”无关;②资料整编没有考虑水深在横断面分布的极不均匀性,是引起糙率计算结果偏小的主要原因;③测验误差也是影响糙率计算结果的原因;④没有考虑断面的水力不均匀性使得糙率的计算值总是系统偏小,这一现象必须予以纠正。同时,提出了用水力不均匀系数来纠正这一现象,得到了合理的结果。     

韩庄运河韩庄至台儿庄河段糙率分析

韩庄运河是南四湖韩庄闸以下的泄洪通道,也是枣庄市南部的主要排水河道。通过选用10余场实测洪水资料,采用恒定非均匀流糙率计算公式,分析了韩庄运河韩庄～台儿庄河段糙率,并探讨了断面沿程收缩或扩散水头损失系数对河段糙率的影响。该成果对韩庄运河河道治理、洪水预报等有重要意义。     

阻力平方区满流糙率影响因素及敏感性分析

糙率在实际应用中通常以经验值取为常数,但其实际值会随着水力学条件的变化而改变。基于ColebrookWhite方程与曼宁公式推导出阻力平方区内满流状态下糙率的计算公式,得到糙率的影响因素包括当量粗糙度、雷诺数及水力半径,为糙率的准确计算提供理论基础,并通过敏感性分析研究糙率随各因素的变化特性。为避免流量未知情况下求解糙率值时的迭代计算,结合所提出的比值系数雷诺糙度比K_Rek,分析忽略雷诺项时所得糙率值的相对误差,从而得出可忽略雷诺项来计算糙率的条件,为简便计算糙率值提供参考。     

水动力学模型在引水隧洞糙率反推及过流能力复核中的应用

引水隧洞受闸门启闭影响,其水流大都为非恒定流,传统方法采用恒定流模型进行糙率,存在一定偏差。为提高糙率反推精准度,文中以辽宁省某引水隧洞工程为实例,结合水动力学模型进行糙率反推,并对其过水能力进行复核计算。结果表明:和原型观测数据对比,采用水动力学模型的糙率反推值更为合理,引水隧洞可满足现状过水能力设计要求。     

管壁均匀密集加糙圆管流的新总流机械能方程及流动数值模拟

能量(机械能)方程是水力学的理论基础;能量损失(机械能损失)的计算既是水力学乃至工程流体力学的主要研究内容之一,也是工程实际中颇为关注的问题。以往水力学中的能量方程系以重力场中理想不可压缩流体的伯努利方程为基础而得到,其既不能直接反映紊动对流动的作用,能量损失也无明确的表达式。本文在我们现有研究工作基础上,通过理论分析与数值模拟,得到如下成果:(1)构建了管壁均匀密集加糙圆管流的新总流机械能方程;(2)通过数值模拟,对管壁均匀密集加糙圆管流的机械能损失及其构成进行了研究。构建的方程包含了紊动的作用;研究成果表明,均匀密集加糙圆管流总流机械能损失与雷诺数及管壁光滑度有关,且可分解为与时均流速梯度相关的损失及与紊动耗散相关的损失两部分。     

明渠恒定非均匀流比降—面积法高洪糙率的确定

本文是根据恒定非均匀流的计算公式,研究影响糙率的各因子,分析水位与各因子的关系及其规律,将其高水延长,确定出高洪糙率,达到比降~面积法应用的目的。