地面灌溉的研究现状与发展趋势

本文简要介绍了地面灌溉田面水流运动、灌水质量评价指标及灌水新技术和设备方面国内外研究现状,分析了目前存在的问题、并探讨了地面灌溉未来的发展趋势;指出今后应把简捷易用的地面灌溉水流运动模拟软件开发,不同地区和土壤条件下田间入渗参数的取值及其地面灌溉合理灌水技术指标,不同地区阶式水平畦灌、膜孔膜侧灌、长畦分段灌等低成本地面灌溉技术的标准化灌水技术指标,适合国情的地面灌溉的实时反馈控制技术和设备、激光平地设备、波涌灌溉控制阀、闸管等的开发作为研究重点。     

基于CCHE模型的乌斯满引水枢纽水流数值模拟

通过CCHE2D平面二维水沙数学模型,采用非线性k-ε紊流闭合模型,有限元法离散控制方程和时间行进格式求解方程对塔里木河乌斯满枢纽模型进行二维水流特性数值模拟。分析了枢纽上下游水流水面形态变化、断面流速变化以及水位高程变化。探讨了引水闸及泄洪闸对计算河段水流流态的影响。将各典型断面水面高程变化与物理模型试验实测值进行对比,得到二者水面变化趋势基本一致。结果表明:CCHE软件能较好地运用于引水枢纽工程水流运动的数值模拟。     

高含沙模型相似律及设计实例

本文提出了既适用于低启沙水流，又适用于高含沙水流的泥沙模型相似律。阐述了进行泥沙模型设计和试验的关键技术。给出了黄河小浪底水利枢纽泥沙模型的具体设计。模型试验的结果表明，按该相似律设计的泥沙模型，可使模型中的水流条件，泥沙运动和异重流的运动规律，河床的冲淤部位，冲淤数量和淤沙粒径与原型达到基本相似。     

基于CCHE的塔什米里克引水枢纽二维水流数值模拟

基于CCHE软件,采用混合掺长紊流模型,建立了新疆典型河流塔什米里克引水枢纽的二维水流数学模型。针对引水枢纽复杂地形边界的网格独特处理方式,使模拟条件更加贴合实际。模型基于试验,选取了引水枢纽典型流量工况下水流运动进行计算,结果显示了引水枢纽附近的水流流态、流速、流线分布,以及典型断面水面线特征,皆与模型试验吻合良好。表明该数学模型中的零方程紊流模型(混合掺长模型)能够有效地计算低水头引水枢纽水流特性问题,且具有一定的稳定性。     

高含沙模型相似律及设计实例

本文提出了既适用于低含沙水流，又适用于高含沙水流的泥沙模型相似律。阐述了进行泥沙模型设计和试验的关键技术。给出了黄河小浪底水利枢纽泥沙模型的具体设计。模型试验的结果表明，按该相似律设计的泥沙模型，可使模型中的水流条件、泥沙运动和异重流的运动规律，河床的冲淤部位、冲淤数量和淤沙粒径与原型达到基本相似。     

二维饱和与非饱和水分运动的理论及实验研究

入渗是浅层地下水的主要补给来源,入渗水体须经由非饱和带来补给地下水,因而研究饱和-非饱和水分运动问题对地下水资源评价,探讨地下水的补给过程以及解决灌溉、排水和田间水管理问题具有重要意义。近年来很多学者对此问题作了研究。本文给出了二维饱和-非饱和水流运动问题的有限元模型,并在室内进行了二维饱和-非饱和水流运动实验,通过实验结果与计算结果的比较,表明本模型精确可靠,计算速度     

大顶子山航电枢纽坝区河段河床变形预报模型设计研究

以模型相似理论为基础,结合大顶子山航电枢纽坝区河段河床变形预报模型试验研究,提出了满足水流、宽级配泥沙运动相似的设计方法,利用坝区河段实测水文、泥沙及地形资料进行的验证试验,模型较好地复演了原型的水沙运动规律及河床变形。     

天然连续弯道中水流运动的三维数值模拟

为了研究天然河道中水流运动规律和河床演变及泥沙冲淤,建立了适体坐标下修正的紊流水流数学模 型. 采用有限体积法离散控制方程,并运用SIMPLEC 算法计算了黄河沙坡头河段连续弯道的三维水流流场,通 过实测资料对计算结果进行了对比分析. 结果表明,模型计算值与实测值吻合较好,反映了天然连续弯道水流 的基本特性,即水面的水质点向凹岸运动, 而近底的水质点向凸岸运动. 说明该模型可以用于模拟天然连续弯 道的水流运动.     

岩溶含水层水流模型研究进展

以岩溶含水层的复杂结构和水流运动特性为重点,简要阐述了岩溶含水层系统中物理概念和水流模型,包括等效连续介质模型、裂隙网络模型、双重介质模型、三重介质模型、连续管流耦合模型以及Darcy-Stokes耦合模型,对各模型特点及在应用中的优缺点进行了分析比较和评述,指出Darcy-Stokes耦合模型可以广泛应用于岩溶含水层的水流模拟细观研究;三重介质模型能较真实反映简单结构岩溶含水介质及岩溶水流态复杂性,应用和发展前景非常广阔。已有岩溶水流运动数学模型还不能够真正解决工程实际问题,有待进一步探索;在岩溶含水层非饱和水流运动机理、交叉岩溶裂隙水力特性、水文地质不确定性以及多场耦合数学模型研究等方面也有待进一步发展。     

二维明渠非恒定水流BGK数值模型

本文根据BGK波尔兹曼方程及明渠水流中波尔兹曼变量与宏观变量之间的基本关系，导出了明渠水流运动方程，验证了BGK波尔兹曼方程与明渠水流运动方程的一致性，并从理论上证明，圣维南方程是BGK明渠水流模型在局部平衡状态下的一个特例。以BGK波尔兹曼方程为基本方程，利用有限体积离散方法，建立了满足熵原理的二维明渠非恒定水流的BGK数值模型。通过对典型的明渠水流现象的模拟，并与其它计算方法获得的解以及实验结果相比较，表明BGK模型勿须人为的熵修正，能准确地模拟存在不连续运动的明渠水流运动，是一种较好的明渠非恒定水流模型。     

异重流运动速度与环境水流速度关系的研究

本文对不同水流条件下的异重流运动进行了大量的试验.通过试验,分析了环境水流强度对异重流运动的影响,得到了异重流运动速度与环境水流速度的试验关系.试验表明,当环境水流速度大于静止环境中异重流运动速度的1.6倍时,就不会再产生逆水异重流,而此时顺水异重流运动速度则与环境水流速度保持一致.     

摄像技术在水利科研中应用的初步探讨

水流运动是一种非常复杂的自然现象,至今人们还没能很好地认识其规律。因此,在设计水利工程时,通常根据理论公式初步设计后,还要经过实际的验证再付诸实施。此外,在水流运动中,水流内部的运动机理,尤其是多相流运动基本理论的研究,需要进行大量的实验。然而水流运动现象是多种因素综合作用的结果,这些因素互相影响,互相制约。针对水流现象的复杂性及其运动特点,人们总希望连续记录运动的过程,用以分析反映这些运动的要素。近几年,摄像技术已成为水利科研中的一项新的研究测试手段。摄像技术就是通过摄像机、录像机把试验景物记录在磁带上,通过编辑处理后,用电视再现试验景物的技术。摄像技术具有形象、真实、直观的特点,运用该技术可以定性地客观分析水流现象,并能通过计算机图像处理定量     

天然河道淹没丁坝群水流计算平面二维流带模型

本文对天然河道淹没丁坝群水流二维计算进行了研究和探讨，提出了淹没丁坝群水计算平面二维流带模型，此模型基于绘制水流平面图的基本思想，将天然河道水流划分为一定数量的流带，在每条流内用差分法求解水流运动方程式和连续方程式，在运动方程式中首次考虑了淹没丁坝的局部水头损失，以根据淹没丁坝对水流的影响，同时为进行数值计算提出了一系列处理办法，此法经湘江下摄司河段和长江八卦洲河段的实测模型试验资料验证，计算值和     

地面灌溉理论及灌水新技术的研究现状

文章综述了目前国内外地面灌溉理论的研究现状，包括地面灌溉田面水流运动理论、地面灌溉农田土壤水分运动理论及灌水质量评价三方面；同时，较系统地叙述了在甘肃省尚未广泛开展的地面灌溉新技术──波涌流灌水技术和膜孔灌灌水技术的研究现状。为甘肃省地面灌溉理论研究和灌水新技术运用提供有益的参考。     

三峡水库铜锣峡河段泥沙模型设计及验证试验

铜锣峡模型模拟天然河段长42km,进口为大佛寺,出口为桐子溪。模型设计考虑了几何相似,水流运动相似和泥沙运动相似。通过验证试验证明,模型在水流运动、水面流态及泥沙冲淤数量和部位等方面与原型基本相似。验证试验成果稳定性良好,为正式试验的可靠性提供了依据。     

连续弯道水流运动的三维数值模拟

基于雷诺方程和有限体积法建立了描述连续弯道水流的三维数学模型,用Shukry的强弯道试验结果对数学模型进行验证.结果表明,该模型能够很好地模拟弯道内水流的流速分布.采用该模型模拟了在不同弯曲度的连续弯道中的水流运动,结果表明:水流流速在弯顶靠近凸岸处较大,而凹岸处较小,弯顶处的水流断面流速分布和下一个弯顶处呈横向对称,且在两弯顶中间形成过渡.由于水流凸岸流速大于凹岸,因此当河岸类型为可侵蚀河岸时,凸岸将可能向后崩退,形成切滩.随着弯曲度的增大,弯道水流动力轴线更贴近凸岸.当河道弯曲到一定程度,一旦遇到洪水,很可能冲开河岸的束缚发生裁弯取直现象,并发展出新的河道.     

趋孔水流运动与冲刷漏斗的成因研究

本文首先扼要介绍了国内外研究冲刷漏斗稳定形态与趋孔水流运动特性的现状,接着归纳了冲刷漏斗稳定形态的基本特征,详细陈述了笔者对趋孔水流运动的试验方法、观测手段和试验结果,得出了趋孔水流的流速分布特性,并据此解释了冲刷漏斗的形成与稳定原因。     

高拱坝双层孔泄流不同阶段水流运动特性分析

通过构造高拱坝双层孔泄流物理模型,以k-ε双方程紊流模型作为物理模型的水流控制方程,确定运算区域,通过分块结构化网格进行区域网格划分,设置边界条件,运用物理模型检测出射水流的空中抛射运动轨迹,基于抛射体理论结合控制方程分析出射水流在双层孔泄流孔阶段、空中抛射阶段和下游水垫阶段入射角及入射流速等特性。将物理模型与理论计算方法相结合,可全面分析水流运动特性,且分析结果同实测值间误差较小,基本控制在3%以下,说明该方法分析高拱坝双层孔泄流下不同阶段水流运动特性是可行的。     

HEC-RAS和MIKE11模型河床糙率应用比较研究

近十几年来,科学技术的发展为水流运动的数学模型研究提供了有利条件,并出现了大批商用软件.HEC-RAS和MIKE11作为最常用的一维水流模型商用计算软件,被广泛用于计算不同水文条件、工程前后河段的水流运动,并均有较好的计算结果.然而,两种软件从模型假设、建立到运行等方面存在着许多差异.本文着重以HEC-RAS和MIKE11对河道糙率的不同计算方法为出发点,利用赣江外洲至南昌段实测地形和水文资料进行计算,然后对计算结果进行比较分析,得到两种软件的联系与区别.     

史灌河河道水流运动特性浅析

通过建立非恒定流数学模型,采用有限体积法对水流运动数学模型的控制方程进行离散,用基于同位网格的SIMPLE算法处理流量与水位的耦合关系,全面系统地对史灌河不同流量条件下的各水力要素进行计算,并结合地形资料及实测水文资料进行验证,分析各种不同水情、不同工况条件下的洪水运动规律,为史灌河河道治理规划设计提供技术支撑。