浑水灌区过渡段引水明渠恢复饱和系数沿程变化规律的分析研究

针对浑水灌区渠首沉沙池前过渡段引水明渠存在的泥沙淤积问题,开展了泵站过渡段引水明渠水流泥沙运动特征的分析研究,给出了该区段非均匀沙各分组粒径级泥沙恢复饱和系数的量化确定方法,分析讨论了多种工况组合时,该区段非均匀沙各粒径级恢复饱和系数的变化特征,为过渡段泥沙输移的精准量化分析提供了依据,为过渡段渠道基于不淤设计的相关水力几何约束条件分析比选提供了方法和途径。

含沙量对U型渠道水流流速横向分布律的影响

探索含沙量变化对U型渠道水流流速沿横向分布的影响,进而从理论上完善挟沙水流流速分布规律,对渠道水沙运动规律的研究有重要意义。引入指数流速分布公式,通过U型渠道水槽试验,测定水流中含沙量为1.12～500kg/m3时,指数公式中流速横向分布系数的变化规律,说明U型渠道挟沙水流流速沿横向分布遵循指数流速分布规律。在含沙量s<300kg/m3下,流速横向分布系数随着含沙量的增大呈线性缓慢增大,当含沙量s≥300kg/m3时,流速横向分布系数由缓慢增大变为急剧增大,说明水流流型已发生了变化;含沙量s≥50kg/m3时,U型渠道的中心出现了核心区,核心区随着含沙量的增大而变宽。

多沙河流岸边式泵站优化布置方案试验研究

对黄河干流某宽浅多沙河段拟建泵站规划布置方案进行了泵站选址、取水头部布置、浮冰进闸模拟等的试验研究,试验结果表明:宽浅多沙河流岸边式取水泵站站址宜选在弯道顶冲点下游的送溜段;取水头部按迎水面与主流线平行的形式布置流态较为理想,采用叠梁闸形式可使洪枯水季节的取水安全及取水防沙得到最大限度的保证;岸边式取水泵站的进水流道会有浮冰进入,但数量远小于河道内的浮冰疏密度;站址区的岸坡防护与加固,应以不影响取水头部最佳水流条件为前提。

水库淤积泥沙干容重分布规律及其计算方法的研究

泥沙干容重是反映泥沙重力特性的一个非常重要的物理指标 ,现有计算干容重的经验半经验公式存在着使用不便、适用范围窄等问题。本文通过对水库实测干容重资料的分析 ,阐明了水库泥沙干容重的分布规律 ,引入浑限空隙率的概念建立了初始干容重、稳定干容重及淤积过程干容重的计算公式 。

灞桥河段河床演变及陇海铁路桥失事原因分析

为从2002年陇海铁路桥水毁事故中总结经验,吸取教训,对铁路桥所在灞桥河段的来水来沙条件及河床演变历史进行了分析与总结,重点论述了桥下游河段采沙以及包括该大桥在内的桥上游较短河段内多座桥梁对河床演变的影响。结合该桥梁自身安全隐患的分析,对该大桥失事原因进行了客观评价,指出河段侵蚀基准面的人为降低与多座跨河建筑物对来水来沙条件的调节是造成灞河下游河床普遍下切的主要原因;大桥失事原因是多方面的,而直接的诱发因素是桥梁下部施工、维修、抢险不当,片面强调下游河段挖沙的负面作用是不现实的。

非粘性均匀沙群体沉降运动沉速公式的研究

从相对运动的观点出发,将非粘性均匀泥沙群体沉降运动概化为上升水流在悬浮颗粒层内的运动,通过量纲分析和动平衡状态受力分析,建立了泥沙群体沉降运动中阻力系数和雷诺数的表达式,并分别建立了层流区和紊流区均匀沙群体沉速的理论公式,其结构形式与目前常用的经验公式较为一致。应用实测资料对公式进行验证的结果表明,应用该理论公式的计算值与实测值吻合程度较好。同时通过分析讨论,提出了非均匀沙群体沉降速度问题的解决途径。

悬移质动床模型设计中的时间比尺和含沙量比尺

从悬沙动床模型设计的一般问题出发，就时间变态的产生及其对试验结果的影响进行了分析，得出了含沙量比尺偏离导致时间变态产生的结论。在分析现有含沙量比尺确定方法的基础上，提出了由水流运动相似和河床变形相似来控制含沙量分布相似。

灌渠闭闸期闸前段流场特征及泥沙淤积速率分析

为研究灌渠闭闸期闸前段流场特征及泥沙淤积速率,基于南亚某河流待建引水明渠建立水流数学模型,并借助Flow-3D软件对高水位、中水位和低水位3种特征工况下,闭闸期闸前段流场进行模拟分析。依据盲肠水流泥沙运动的研究思路,提出闭闸期闸前明渠段泥沙淤积速率的估算方法,并结合同期明渠段悬移质泥沙模型试验资料,率定得出闸前段泥沙淤积速率求解公式。结果表明,闭闸期闸前段出现围绕竖轴近似呈椭圆型的回流现象,平面流速呈交替增减、水位呈中心低周界高的水力特征;泥沙淤积速率较大,灌渠将呈现累积性淤积特征。最终得出,闭闸期闸前明渠段与港池内盲肠水流运动相类似,闸前渠段淤积严重,引水明渠的口门初步设计方案有待充分论证的结论。

冯家山水库供水调度及调洪计算分析

利用千河千阳水文站 195 7～ 1993年的水沙资料 ,依据冯家山水库的运用模式 ,建立了冯家山水库淤积数学模型。在数学模型计算得到水位 -库容关系的基础上 ,对不同频率的洪水进行了不同淤积年限库容的调洪计算 ,得到了 2 0 30年各需水部门的供水调度结果。结果表明 ,每年向宝鸡市供水 6 0 0 0万 m3,向宝鸡第二发电厂供水 4 0 0 0万 m3,供水保证率为 97.3% ,满足设计标准 97%的要求 ;多年平均供农业灌溉用水 14 910万 m3,供水保证率为 5 9.5 % ,超过设计要求的 5 0 % ;向羊毛湾水库供水 30 0 0万 m3,供水保证率为 6 2 .2 %。

混凝土四面六边透水框架群技术在河道整治、护岸及抢险中的应用

混凝土四面六边透水框架是一种新型江河透水护岸工程技术.通过室内试验,研究了四面六边透水框架淤滩固脚护岸的可行性,以及透水框架布设方式、结构尺寸对减速落淤的影响.在室内试验研究成果的基础上,将四面六边透水框架用于实际护岸工程中.室内试验和实际工程应用均表明,这种新型的透水框架具有十分明显的减速落淤效果,护岸效果优于传统的护岸工程技术,是一项值得大力推广的护岸新技术.

泾惠渠灌区浑水泥沙输移特征

通过对泾惠渠灌区2013年夏秋灌期干支斗渠浑水资料的实时取样分析,探究渠灌区渠系挟沙水流含沙量及泥沙级配的时空变化规律,量化描述不同粒径悬移质泥沙颗粒的输移特征,旨在获得灌渠渠系内挟沙水流历经冲淤过程不同粒径悬沙沿程的垂向分布与输移规律,为渠灌区的运行及泥沙问题的处理提供理论基础。灌区内进行的原型取样测流工作在选定的具有代表性的干-支-斗渠线路上进行,观测分析了灌区渠系含沙量及不同粒径泥沙颗粒沿垂线分布的特征,验证分析了挟沙水流历经淤积过程含沙量分布的变化规律。通过对典型渠系线路不同粒径悬移质泥沙的沿程调整计算分析,表明不同粒径泥沙沿程的输移特征不同,各分组沙的冲淤特征并不都和全沙平均计算结果一致,其中级配曲线左端一定粒径范围(约>0.015 mm)的粗沙与全沙具有同冲同淤的规律。该研究可为泾惠渠灌区泥沙处理利用以及渠灌区浑水调控理论与技术的进一步研究提供依据。

复杂边界条件下桥墩冲刷的试验研究

本文阐述了弯道中的流速分布,进而求得了弯道中的一般冲刷,通过对弯道中的斜交桥水流偏转角以及过水断面宽度的求解,初步求得了河湾中斜交桥的一般冲刷的计算结果,并且通过折减系数将一般冲刷与局部冲刷联系起来,推得了在只有表面流速与水位情况下的弯道中斜交桥的冲刷深度计算公式,结合延河水工模型实验资料,验证了冲刷的折减系数,计算结果与实际吻合较好。

曲线型束水分沙导流墙在无坝引水工程中的应用

针对工业取水对取水流量和取水保证率的特殊要求,结合兰州铝业有限公司自备电厂湟水河无坝取水工程,提出了一种新的适用于无坝岸边引水工程的河道整治措施——曲线型束水分沙导流墙,该导流墙基于弯道环流原理和汊道水流的相关理论,采用最小能耗率理论并结合具体河道的边界条件及水流泥沙特性而设计,有效地解决了由于天然河流年内洪枯变化较大及主流线位置变化所导致的取水保证率难以满足及推移质泥沙淤堵取水口等引水安全问题。

某取水工程防沙设计及试验验证

通过河工模型试验,为伊拉克萨拉哈丁燃油气电站选取最佳的取水口位置,并为取水工程进行防沙设计。试验在两个模型平台上进行,根据全河段变态模型试验各工况下的试验结果,选择最佳的取水口位置;通过局部河段正态模型试验,确定取水口防沙具体细部设计,并对防沙效果进行验证。试验表明,取水口位置确定后,选择合理的侧向取水角,通过明渠口门处的一次性疏浚及两层次拦沙坎等防沙措施,能够有效防止推移质及悬移质进入取水明渠,并取得明渠口门前主河道"门前清"的效果。

非淹没式丁坝群局部冲刷规律试验研究

结合某河道整治工程的实施,通过比尺模型试验,对丁坝群设计参数变化时局部冲刷规律进行了分析研究。总结了不同丁坝间距、长度和坝轴线方位角对冲刷坑深度及冲淤位置的影响,并根据试验观测资料提出了丁坝群各坝头局部冲刷深度的分析计算方法,所得结果可供河道整治工程规划设计参考。

含沙量变化对U型渠道垂线流速分布的影响

【目的】探索含沙量变化对U型渠道挟沙水流垂线流速分布的影响,进而从理论上完善挟沙水流流速分布规律。【方法】通过U型渠道水槽试验,测定水流中含沙量为1.12～500kg/m3时,最大流速所在位置的变化,同时引入卡门常数κ,来反映含沙量对垂线流速分布的影响。【结果】当水流含沙量s<300kg/m3时,随着含沙量的增加,最大流速点的位置逐渐下降,在主流区、底流区和表面区,挟沙水流均遵循对数流速分布规律,但κ的变化规律不同;当含沙量s≥300kg/m3时,水流的流型发生了变化,表面区、主流区水流不再遵循对数流速分布规律,底流区虽仍遵循对数流速分布规律,但κ的变化规律与s<300kg/m3时不同,κ的变化趋势总体随着含沙量的增大而减小。【结论】U型渠道挟沙水流遵循对数流速分布规律,κ的变化规律与普通明渠不同,应该分别对待。

基于MATLAB的非均匀悬移质不平衡输沙计算

针对一维非均匀悬移质不平衡输沙数学模型中的明显淤积过程,应用MATLAB语言编制了计算程序,并采用泾惠渠实测水沙资料进行了算例演示。结果表明:程序计算值与实测值符合较好,模型能够满足实际工程要求。

冲积河流温排水数值模拟研究现状及需要解决的关键问题

从温排水数值模拟研究的意义出发,主要从控制方程、离散方法、网格生成、边界处理等方面对温排水数值模拟研究现状进行了论述,最后结合冲积河流河相特征对冲积河流岸边温排放数值模拟研究中的一些关键技术问题进行了探讨。

不同输沙流态对多沙河流水库水沙调节计算结果影响的分析研究

在利用水沙数学模型进行多沙河流水库水沙调节计算时,准确的预判相应的来水来沙条件和库型边界条件下入库含沙水流的输沙流态并确定相应的控制方程,是确保计算结果准确的关键。通过建立水库一维非饱和输沙数学模型,对相同库型条件和相同来水来沙条件时不同输沙流态时入库水流的泥沙冲於量进行计算,初步量化回答了不同输沙流态对多沙河流水库水沙调节计算结果的影响。

灌区泥沙问题研究的回顾与展望

以流域高质量发展大背景下灌区建设发展的现实需求为出发点,简要归纳了从取水头部到渠系末端,渠灌区所存在的四个方面的工程泥沙问题,在此基础上重点回顾和总结了包括渠首工程泥沙问题、干渠粗颗粒泥沙处理技术、明渠挟沙水流运动理论及灌区泥沙治理方略发展沿革、实现渠灌区浑水安全输移与水沙调控目标的相关理论与方法等几个方面的研究进展。分析探讨灌区工程泥沙问题妥善解决需进一步开展研究工作的重点与目标,对更好解决灌区泥沙问题,保障大型灌区输配水系统长期安全可持续运行,具有重要意义。