山区型河道治理中丁坝建设的影响分析

弯道水流是渠道和河道中常见的一种水流运动现象。山区型河道由于河道纵比降较大,洪峰陡起陡落,弯道水流流速较大,水流流态也较平原区弯道复杂。本文以苏子河羊祭台险工为例采用二维数学模型模拟丁坝建设前后弯道处及其上下游水流流速及流场变化,借以定性分析丁坝建设对山区型河道险工治理以及河道岸坡生态恢复的积极作用。     

丁坝对弯道水流特性影响分析

丁坝有调整河道流势的作用,是常见的水工构筑物。文章通过实验分析河道丁坝布设位置对弯道水流特性的影响。结果表明：丁坝的布设离弯道入口越近,处于坝前的水流流速越小,处于坝头的水流流速越大;短丁坝设置在弯道45°位置和90°位置时,左岸水流流速呈先减小再增大趋势,右岸水流流速呈先增大再减小趋势。以上研究可为丁坝建设工程提供参考。     

不同绕流结构体对河道水流的影响

分别采用一维方形丁坝、二维梯形丁坝和三维堆积体概化模型,在同一水流条件下进行水槽试验,研究不同维度绕流结构体对河道水面线和三维时均流速的影响。试验结果表明:(1)在进占宽度比完全相同的情况下,梯形丁坝由于存在第一回流区,导致实际阻流面积最大,对上游阻流最强烈,方形丁坝次之,堆积体最小;(2)当阻流面积比(阻流流量比)相同时,方形丁坝在断面束窄河段的纵向流速加速能力比梯形丁坝强,水流横向偏转的幅度也更大,但梯形丁坝垂向流速比方形丁坝更大一些;(3)当沿水流方向长度相同时,堆积体由于最大截面面积较小,纵向、横向和垂向流速均小于丁坝。由此可见,常用于区分绕流结构体阻流特性的指标,如进占宽度比、阻流面积比和阻流流量比等,并不能全面表达结构体对流场的影响。     

桩柱透水丁坝水流特性试验研究

在前人研究的基础上,结合室内试验,对桩柱透水丁坝附近水流特性进行了探讨.由不同透水率的丁坝试验结果,绘制透水丁坝附近流场分布图,得出透水丁坝的流场分布规律,分析了平轴螺旋流产生的机理,并给出了透水丁坝附近流场分区划分方法.同时发现坝后回流随着丁坝透水率的增大而逐渐消失,缓流状态下,透水率在20%-30%之间时,透水丁坝坝后回流现象消失,随之出现了一个流速减小区.通过量纲分析给出了该流速减小区长度的计算公式,公式与试验数据拟合良好.     

弯曲河道对水流流态影响数值模拟

蜿蜒型河流是冲积平原常见的河型之一。针对具体河流的特定自然条件,需要对不同河道形态下的河道特性做出预测,以便选择和调整相应方案。采用集水动力模块、泥沙输运模块、污染物运移模块和水质预测模块为一体的环境流体动力学模型,利用计算机进行数值模拟,对京郊某弯曲河道3种河道形态在50年一遇洪水过程下进行数值模拟,在此基础上对3种工况下河道的水流特性进行分析,发现工况一弯道处凸岸流速先增加后减小,凹岸流速先减小后增大,凹岸水位明显高于凸岸水位;工况二两岸流速分布较为对称,叉道起到分洪滞洪作用;工况三两岸水流摆动现象不如工况一明显,衬砌工程量较小,并提出相应河道保护措施。     

副桥对河道水流影响的数值分析

为分析副桥的修建对原河道水流特性的影响,以副桥工程为例,采用MIKE21水动力模型模拟了100年一遇设计洪水条件下河道内水位和流场的变化。结果表明:副桥修建后只是在桥墩附近产生一定的壅水和流场变化,对河道水流影响具有局部性。     

泵站进水池水流流态研究

泵站的水流流态直接关系到水流的漩涡,进而影响泵站的工作效率.基于Realiza-ble-ε湍流模型对不同流速的水流建立数值分析模型,针对水流的喇叭管下方速度分布、水流流动特性进行分析.主要得到以下成果:基于Realizable-ε湍流模型与超声波多普勒流速监测仪,对泵站前池的水流流速监测结果整体变化趋势基本相同,Rea...     

分汊河道分流比对河道水流流态影响分析

结合曹继文关于明渠岸边横向取水的水槽试验成果,应用RNG紊流模型,采用两种自由表面处理方法即刚盖假定和VOF法,对分汉河道不同分流比工况下的水流运动进行三维数值模拟。通过数值模拟计算,得出不同表面处理方法下分汉河道不同分流比工况下的流速分布、水流特性等结果,分流比对分流宽度影响较为明显。     

关于明渠水流的六区流态

用下临界Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数、上临界Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数、临界Ｆｒｏｕｄｅ数将明渠水流的流态划分为六区，即：缓层流、缓过渡流、缓紊流、急层流、急过渡流、急紊流，提出了六区流态划分图。并对明渠流与管流采用统一的流速公式问题，提出了看法。     

弯道河段水流流态试验研究

研究采用声学多普勒流速仪对弯道河段水流特性进行了系统的试验研究,全面地分析了水流的三维时均流速及流场等.水流进入弯道后,水面形态和水流结构沿流程逐渐发生调整和变化,形成弯道特有的水流运动规律,具体表现在水面横比降、横向环流、流速重分布及紊动强度等.该研究可为相关的理论研究和工程实践提供借鉴和理论依据.     

非淹没复式断面丁坝区的流速分布规律

复式断面丁坝是常见的航道整治建筑物。通过室内水槽试验开展非淹没复式断面丁坝流速分布规律研究。结果表明①表层合流速高速区主要出现在一级丁坝坝头下游外侧,二级丁坝长度b₂对高速区流速大小及平面分布形态具有明显影响,而弗劳德数Fr只影响高速区流速大小,表层横向流速平面分布接近扇形,最大横流可达试验流速的0.45倍;②横断面上纵向流速高速区位于一级丁坝坝头附近,强横流区位于二级丁坝前缘,均呈带状分布,b₂越大,带宽越小,高速区分布更为集中;③纵剖面上纵向流速最大值出现在丁坝下游靠近水面附近,其沿程位置随b₂的增大而上移,横向流速呈先增大后减小的变化,最大值出现在丁坝附近靠近槽底的部位,强横流区呈枫叶型分布。研究结果可为航道整治工程设计和丁坝水毁保护等提供参考。     

非恒定流作用下的阶梯形丁坝局部冲刷特性

阶梯形丁坝是常见的航道整治建筑物,天然河道中的水流多为非恒定流,非恒定流作用下的阶梯形丁坝局部冲刷特性研究,对丁坝结构设计和水毁防护等具有重要意义.采用自回归马尔柯夫模型,将天然来流过程概化为波谷起冲和波峰起冲2种情况,基于平面二维水流泥沙数学模型,探讨非恒定流作用下的阶梯形丁坝局部冲刷特性.结果表明:① 不同流量过程...     

运用弯道流态理论设计整治工程位置线的方法

采用经验方法设计整治工程位置线准确性较差。为此，本文运用弯道流态理论提出了设计整治工程藏头段，迎，导，送流段的位置及长度的理论计算公式和方法，使整治工程位置线的理论设计从定性走向定量，从而达到准确的地布设整治工程位置线的目的。     

沁河下游河势流路分析

沁河下游是典型的游荡性河道，横河、斜河等畸形河势时有发生，危及堤防安全。通过分析沁河下游河道历史河势、现状河势、大洪水河势、典型河势流路，提出消除畸形河势的工程措施是：在下游主河道一定位置安设低标准护岸，或局部不连续修做垛体；在堤防凹入部位与凸出段堤防平顺方向修做防护工程；将S形河势裁弯取直等。     

北江大堤河段河床变化及对大堤影响的初步分析

通过对1998、1999、2000年北江大堤河段河床断面的观测资料，以及1987、1990年航道测量资料进行分析对比，得出该河段河床变化主要以下切为主的结论，同时分析河床的下切变化对江北大堤安全的影响，提出重点防护的堤段。     

Influence of Channel Morphology and Flow Regime on Larval Drift of Pallid Sturgeon in the Lower Missouri River

The transition from drifting free embryo to exogenously feeding larvae has been identified as a potential life‐stage bottleneck for the endangered Missouri River pallid sturgeon. Previous studies have indicated that river regulation and fragmentation may contribute to the mortality of larval pallid sturgeon by reducing the extent of free‐flowing river available to free embryos to complete ontogenetic development. Calculations of total drift distance based on mean velocity, however, do not address the potential for complex channels and flow patterns to increase retention or longitudinal dispersion of free embryos. We use a one‐dimensional advection–dispersion model to estimate total drift distance and employ the longitudinal dispersion coefficient as a metric to quantify the tendency towards dispersion or retention of passively drifting larvae. We describe the effects of different styles of channel morphology on larval dispersion and consider the implications of flow regime modifications on retention of free embryos within the Lower Missouri River. The results illustrate the complex interactions of local morphology, engineered structures, and hydraulics that determine patterns of dispersion in riverine environments and inform how changes to channel morphology and flow regime may alter dispersion of drifting organisms. Published 2014. This article is a U.S. Government work and is in the public domain in the USA.     

黄河宁夏段丁坝设计冲刷深度取值分析

为了验证以往黄河宁夏河段工程设计中丁坝设计冲刷深度取值的正确性,对2013年完成的水下根石探测成果进行分析,并对比传统的经验公式计算结果,证明丁坝设计冲刷深度仁存渡以上河段取9 m、仁存渡以下河段取14 m符合宁夏河段实际情况,可以作为设计值采用。     

河道脉动水流对水文站测流精度的影响

测流时,脉动水流会使测流过程中的水位、水深、流速与实际产生误差,从而对实测流量的精度产生一定影响,造成量值误差。在量值已成为当前水利规划使用依据时,有必要注意其影响。从而提高使用精度。     

依靠弯道控导河势流路

在天然河道中，河势演变虽具有一定的随机性，但仍有一定的规律可循，在一个河段内，一般可归纳出2－3条基本流路，为控制河势变化，需要选择出一条基本流路进行河道整治，当连续发生枯水期或洪水期时，部分河段的河势可能出现大的变化，为防止不利河势向下游传播，可修建较长的龙头弯道工程，利用龙头弯道工程分段调整，控导河势，保持河势稳定。     

王甫洲右导堤绕流场计算与模型试验研究

在热流假设条件下，不工模型试验与数值模拟两方法，互补交替逼近右导堤体型优化曲线，实践证明数值模拟的指导性与模型试验的验证作用加快了试验进程，提高了试验精度。