堆积体作用下的河道壅水计算

受汶川地震影响,震区河流沿岸大型堆积体增多,因其束窄了河道过流断面,故易在上游造成壅水。壅水高度与堆积体规模、天然水流运动特性相关。对堆积体的壅水问题进行了水槽试验研究,分析了堆积体上游壅水特性与来水流量、堆积体尺度间的关系,讨论了堆积体最大壅水高度的影响因素。引入了堆积体阻水率概念,研究了最大壅水高度和堆积体阻水率以及弗劳德数之间的关系,通过试验数据拟合建立了计算公式,为主河道受堆积体作用下的壅水高度提供了一种计算方法。

有限元法在船闸闸首结构设计中的应用

有限元法是近些年提出的一种相对高效率的方法,对于微分方程等的解析有着相当快速的解决方式,使用这种方法来离散化微分方程之后就能够使用计算机来进行快速高效率的求解过程。船闸的结构设计过程中应用这样的方法可以有效的解决生产过程中常见的一些问题,有着广泛的应用范围和高效率的应用效果,因而有着重要的现实意义。

成都市府河段裁弯取直对河道防洪影响分析

河道"裁弯取直"可提高裁弯段上游保护对象的防洪能力,也可能加重裁弯段下游的防洪风险,结合成都市府河某段河道的裁弯取直工程,利用平面二维数学模型计算分析工程前后水位、流速的变化,通过实际的工程得出了较好的结果。

堆积体作用下陡坡河道流速沿程及横向分布规律

滑坡、泥石流等灾害过程,常在河流岸边形成大型堆积体,缩窄了主河道过流宽度,对主河道水流运动产生影响.通过水槽试验,研究了堆积体作用下陡坡急流河道流速沿程及横向分布规律.试验结果表明:受堆积体影响,水流流态一般可分为上游低速区、主流区、下游回流区及堆积体下游段折冲水流与隐蔽区缓流相遇而形成的斜向水跃.堆积体的壅水作用对主流区流速沿程分布影响较大,随堆积体尺度的增加,对主流流速影响增大,影响范围加大.堆积体上游段,主流流速受堆积体影响减小;急流条件下,堆积体段的过流断面束窄,过流能力降低,主流流速较天然状态有所降低,出现急、缓流过渡,堆积体末端逐步恢复至天然状态.堆积体下游临近断面流速大小与天然状态基本一致,沿横断面的流速比天然状态略有增大,对岸流速则略有降低,随堆积体规模的增加,流速横向变化幅度增大.

堆积体对河道流速分布的影响研究

通过水槽实验研究,分析了河流的水流流速分布受堆积体影响的特性,其结果表明:(1)受堆积体影响,水流流态一般可分为4个区段,即水流的主流区、堆积体上游滞流区、堆积体下游回流区及堆积体下游主流区和回流区之间的过渡区。(2)堆积体体型对主流流速沿程变化影响很大,一般阻水率越大,其对主流流速影响幅度越大,影响范围也越大。堆积体上游段,主流流速受堆积体影响流速减小;堆积体段,主流流速显著加大,堆积体末端附近,流速达到最大;堆积体下游段,水流逐渐扩散,主流流速逐渐减小,但主流流速仍较无堆积体情况明显加大。(3)水流主流流速变化与流量之间无确定相关关系,堆积体对主流流速沿程影响特性完全与堆积体阻水率的变化特性相一致。(4)引入堆积体阻水率概念,堆积体的阻水率对水流结构的影响起决定性作用,阻水率越大,其对水流结构影响越大。

堆积体作用下的河道最大冲刷深度

受地震、暴雨的影响,破碎的山体易发生滑坡、泥石流等,在河流岸边形成堆积体,改变了河道水流边界条件,在堆积体下游附近形成冲坑。本文通过动床水槽试验,研究了不同堆积体作用下的最大冲刷深度。结果表明,最大冲刷深度随流量、堆积体尺寸增大而增大。本文采用一些常见的丁坝、桥台最大冲深公式对试验成果进行了计算,但由于水流结构差异及公式适用范围限制,计算结果与实测值普遍相差较大。因此,本文参考丁坝、桥台冲刷深度计算的研究成果,充分考虑各影响因素作用,采用因次分析法,建立了堆积体作用下河道最大冲刷深度计算公式的基本形式,并根据实测资料拟合了公式参数。

电站下游非恒定流清水冲刷水沙运动特性研究

采用平面二维数学模型,以长江向家坝水电站为例,分析了水电站下游重点滩险河段受日调节非恒定流影响下的河道水流运动规律及在枯水时段受日调节影响的河床冲淤变形规律。对河道水深、流速等分布规律及其对航运条件的影响进行分析,提出水位、流速变率的概念,从而对非恒定流对不同边界条件水流(滩、槽水流)的影响规律进行分析,并对其对航运条件的影响进行探讨。当电站日调节最小下泄流量大于河道航道整治设计流量时,由于洪水波传播过程中的坦化作用,河道最小通航水深将有所增加,对航运有利,但另一方面,由于河道内水位变率、与流速变率增加,将对航行安全带来不利影响。当考虑在日调节水流对河床的冲刷作用时,由于枯水时段,来水含沙量较低,将对滩面产生冲刷,增加主槽过流宽度,同时引起主槽通航水深减小,对航运带来新的不利影响。计算表明,当日调节清水冲刷作用河道冲淤稳定后,河道航行水深将与天然状态接近,而水位、流速变率增加,总体上对河道通航不利。

堆积体作用下的河道冲淤规律

受地震、暴雨的影响,破碎的山体易发生滑坡、泥石流等,在河流岸边形成堆积体,改变了河道水流边界条件,引起堆积体附近的河道冲淤变化。通过动床水槽试验,结合前期堆积体定床试验研究成果,研究了堆积体附近河床变形与堆积体附近流速分区的对应关系,探讨了不同来流条件下受不同堆积体作用的河道冲淤范围、最大冲坑位置等的变化规律。得到以下主要认识:受堆积体作用,靠近堆积边缘线略下游侧一般将形成明显的冲坑,淤积主要则集中在堆积体下游回流区;河道的冲淤范围随堆积体尺度和来流流量的增加而增大;堆积体附近水流的挤压、绕流掺混是形成堆积体附近河床变形的主要原因,水流的扩散调整则影响冲坑出现的位置;最大冲淤位置主要受流量影响,而最大冲淤位置的间距则主要受堆积体尺度的影响。