穿河输流管道自埋特性试验研究

针对穿河输流管道易受水流冲刷破坏,导致输运介质泄露的问题,通过试验研究穿河输流管道自埋特性,观测了管道自埋过程和地形剖面特征,分析了管道自埋程度的影响因素。结果表明,在一定水力条件下,当穿河管道具有一定的初始嵌入度时,管道底部河床泥沙不会冲穿,管道反被泥沙掩埋,具有明显的自埋特性,穿河输流管道前后掩埋斜坡坡度均趋于稳定值;管后相对掩埋距离L/D随弗劳德数Fr增大而增大,随初始嵌入度e/D增大而减小。

消力坎对跌坎消力池坎控水跃影响的试验研究

跌坎消力池的设计一直是水利工程领域的热点问题,设计合理的消力池可以保证在短距离内有相当大的消能。笔者通过模型试验研究了跌坎消力池中不同高度和不同位置的消力坎对坎控水跃的影响,并与不加消力坎时消力池内相同水跃流态进行对比。结果表明:增设消力坎可有效缩短越长,减小共轭水深比,增大水跃消能率。随着消力坎距跃首距离的减小或者消力坎高度的增加,消力坎在减小水跃长、共轭水深比,增大消能率方面的作用越来越大。同时经过无量纲分析得出了消力坎设置在不同位置和高度条件下,相对水跃长度、共轭水深比和消能率的经验公式。该研究结果可为类似水工建筑物的设计提供参考。

基于SINMAP模型的泥石流沟谷稳定性分析

为探究碳窑凹子泥石流沟不同降雨工况下的地表稳定性,基于GIS技术,并结合地质资料确定力学参数,采用SINMAP定量评估模型,分别对97、138.3、163.4、181.6mm/d的降雨工况进行分析。结果表明:降雨工况从97mm/d到181.6mm/d,不稳定区域面积占比从3.42%增至4.90%,潜在不稳定区域面积占比从58.44%增加至60.88%,基本稳定区域面积占比从17.12%降至13.69%,稳定区域面积从8.31%降至7.82%,极稳定区域面积保持在12.71%。研究结果可为碳窑凹子泥石流沟的稳定性分析提供科学方法,也可为类似区域的稳定性评估提供借鉴。

牡蛎礁生态潜堤的消浪效果试验研究

为探究不同因素对牡蛎礁波浪衰减效果的影响,基于蛎岈山牡蛎礁保护区内测量的礁体尺寸、孔隙度等数据进行建模,采用不同孔隙度的袋装牡蛎壳组合来模拟牡蛎礁,对其在规则波作用下的消浪效果进行了研究.将牡蛎礁的透射系数试验值与抛石潜堤消浪公式计算值进行比较,分析其差异性及原因,并拟合得到了规则波作用下牡蛎礁的透射系数公式.结果表明,礁体相对干舷高度越大、相对礁顶宽度越大、孔隙度越小、波陡越大,则透射系数越小,表明消浪效果越好.当礁体露出水面时,牡蛎礁可达到相同尺寸抛石潜堤(人工块石护面)消浪效果的78%;而当礁体处于淹没状态时,孔隙度为0.55的牡蛎礁的消浪效果可达到抛石潜堤的1.1倍.

新疆卡拉贝利水库排沙效果试验研究

通过坝区动床泥沙物理模型试验,研究卡拉贝利水库的排沙问题。观测水库排沙运用时的坝前水流形态、沿程流速变化、冲刷漏斗形态,分析不同运用水位和开启不同排沙洞工况的水库排沙效果,并通过敞泄排沙试验探讨水库恢复部分库容的可能性。研究表明,水深与冲沙流量是影响水库排沙的重要因素,相同的冲沙流量下降低水位排沙效率更高。水库应根据上游来水来沙条件、电站运用情况和排沙洞前淤积高程,抓住有利时机,灵活地运用多种方式冲沙。

空气射流动力学特征与冲沙作用试验研究

针对空气射流冲沙方法目前相关理论研究还不够深入的现状,利用水下排气冲击细颗粒床沙,对空气射流的动力学特征与冲沙作用进行水槽试验。在空气射流清水试验中,总结归纳了羽流发展的4个阶段,通过正交试验信噪比分析发现气压是羽流下切长度的主要影响因素,局部紊动强度随空气射流压强的增大而增大,且沿横向迅速衰减。在气动冲沙浑水试验中,总结归纳了冲沙坑的3个发展阶段,通过正交试验信噪比分析确定了影响冲沙效果的显著因素,并利用方差分析建立冲沙效果回归方程,预测值与实测值对比结果表明该方程预测效果较好。

长江口粘性细颗粒泥沙絮凝试验研究

长江口航道淤积的主要成因是河流从上游带来的大量粘性细颗粒泥沙 ,在河口盐、淡水交汇处遇强电解质海水 ,产生絮凝形成絮团而加速沉降形成的 .用长江口粘性泥沙在不同盐度的人工海水中做了大量的试验 ,研究结果表明 ,影响絮凝的主要因素为含盐度、颗粒大小、含沙量、泥沙矿物成分、有机质含量等 。

三峡工程坝区泥沙模型试验测量与控制系统

基于相似理论设计的水利河工模型试验,需要模拟天然的水沙和边界条件,针对三峡工程坝区泥沙模型试验研究的内容,控制系统应用了先进的电子技术、传感技术和计算机硬、软件技术,自动控制模型试验双线船闸充泄水方式和流量,并对模型试验的流速、水位、含沙量、波高等数据实施多点同步采集与处理.控制系统功能较完善,软件界面美观新颖,操作简单方便,具有很强的可视性和交互性,已先后成功地应用于三峡工程坝区泥沙模型试验和多项国家重点科技攻关项目,具有推广应用价值.

一种新型冲洗式沉沙池的设计探讨

在对各种类型沉沙池及适用条件进行分析的基础上,通过在沉沙池的首部加调流板、在溢流堰上沿水流方向设溢流槽、对冲沙廊道进行改进并设置辅助冲沙设施这3个方面对传统沉沙池进行了改进。提出了一种新型冲洗式沉沙池,并进行了模型试验。试验结果证明,这种新型冲洗式沉沙池可以大大提高沉沙池对悬移质泥沙的沉淀效率,并有利于泥沙的排除。

波浪在珊瑚礁地形上破碎特性试验研究

对波浪在珊瑚礁地形上的传播特性进行了物理试验研究,将珊瑚礁地形简化为坡度为1∶5的陡坡(向海坡)加较长水平礁坪段的地形,对规则波和不规则波在该地形条件下的波浪破碎及波高沿程衰减进行了研究。结果表明,波高较小时,波浪破碎发生在礁坪上,但随着入射波高的增大,破碎位置逐渐向来浪方向移动,直至在向海坡段破碎。对于在礁坪上破碎的波浪,相对水深db/L0一定的条件下,破碎波高与入射波陡H0/L0相关,且变化趋势受相对水深db/L0的影响。同时给出了该地形条件下波浪破碎指标以及礁坪段破碎后沿程波高的计算公式。

模型沙物理特性的试验研究及相似分析

在前人工作的基础上,通过试验、对比的方法.本文较为系统地研究了模型沙的物理特性及其相似性.模型沙浑水产生屈服应力时的临界体积含沙浓度比天然沙大,在模拟高含沙水流时粘滞性的相似性是不容忽视的;模型沙的坍落高度受暴露时间、粒径、粘结力等因素的影响而有很大的差异,其相似性主要影响模型试验的边滩冲刷坍塌及其过程;模型沙的水下休止角一般受粒径的变化出现两个特征值(最大值和最小值),细沙(泥)的水下休止角与容重存在一定的函数关系,模型沙水下休止角的相似性主要影响边滩冲淤及河床微地形;模型沙的起动流速可以用沙莫夫公式描述;模型沙的冲刷率的相似性对模型试验的冲淤量有较大的影响,采用不同模型沙模拟同一河流的不同试验,在冲淤量上将会有较大的差别.

强螺旋流排沙漏斗的模型试验和原型观测

一、引言新疆河流中推移质泥沙含量大,渠首的引水比又非常高(一般为70%以上,高者达100%),所以在引水的同时,部分推移质泥沙也会进入引水渠,对这部分泥沙的处理,普遍修建曲线型沉沙池。

均匀泥沙相对暴露度的试验研究

以杨奉广建立的相对暴露度概念为基础，通过自行设计的试验装置，测量了均匀玻璃球的暴露角和河卵石的绝对暴露度，分析计算了其相对暴露度及其分布规律。结果表明，玻璃球相对暴露度取值范围介于0～0．5之间，暴露角呈正态分布，相对暴露度呈偏正态分布；在此基础上，利用实测资料对暴露角正态分布公式中的系数进行了率定，通过暴露角和相对暴露度概率密度函数转换，给出了相对暴露度概率密度函数；河卵石相对暴露度取值范围也介于0～0．5之间，相对暴露度呈偏正态分布，与本文公式的分布曲线不完全重合，说明河卵石复杂外形、粒径和形心的不同对其相对暴露度概率密度分布曲线的影响较大。

粉砂质海床上建筑物周围局部冲刷的系列模型延伸法研究

系统介绍了泥沙冲刷系列模型试验的相似理论,同时利用系列模型试验结果对相似关系式中的参数进行了分析,指出:(1)系列模型试验是利用几何及水流运动相似而泥沙运动不相似的模型取得试验成果的一种有效方法;(2)采用原型沙进行系列模型试验也是适宜的;(3)系列模型试验只要作两个比尺差距较大的模型就能通过外延取得所需要的试验成果,并能保证一定的精度.

单向海流载荷下海底管道局部冲刷试验研究

采用量纲分析法建立了海底管道局部冲刷的相似准则,利用模型实验研究了管道局部冲刷的物理过程,以及极限平衡冲刷深度的影响因素。实验观测发现,对于初始嵌入深度较小的管道而言,局部冲刷一般可分为管道悬空、间隙冲刷、尾迹冲刷和平衡冲刷四个特征阶段。在亚临界流动范围内,管道极限平衡冲刷深度与雷诺数的相关性较小。在清水冲刷条件下,无量纲极限平衡冲刷深度随希尔兹数的增加而增大;在所研究的初始间隙比范围内(-0.25<e0/D<0.55),极限平衡冲刷深度与初始间隙比之间大致呈线性递减关系。

武桥水道水动力特性与汉阳边滩演变

武桥水道枯水期碍航与汉阳边滩的发育程度直接相关,而汉阳边滩的冲淤变化又与该河段水动力特性有关.结合定床模型试验和原观资料分析,分析了武桥水道河段水流运动特性、汉阳边滩形成的必然性、年内年际的演变规律、汉阳边滩冲淤变化与水动力条件之间的关系.结果表明:武汉河段平面形态特征、汉江入汇以及武昌深槽是汉阳边滩形成的根本原因;该河段汛期水流动力轴线顺直,潜洲至大桥间水流动力轴线居中靠左;而枯水期水流动力轴线弯曲,水流动力轴线在潜洲尾部以下由左侧过渡到右侧的特点决定了汉阳边滩汛期冲刷,汛后以及枯水期淤积外展的规律;枯水期不同的水流条件决定了汉阳边滩淤积外展的程度及其碍航程度.

三维波浪在岛礁地形上破碎特性试验研究

对三维波浪在岛礁地形上的传播特性进行了物理模型试验研究。为了探究三维波浪在岛礁地形上传播的破碎指标,将岛礁地形简化为1∶5的向海坡与水平礁坪相连的物理模型。对于不同波况下的规则波、不规则波、多向波在该地形上的破碎特性进行了研究。结果表明,在该地形条件下,较大入射波高的波浪均在礁坪上发生破碎,并且随着入射波高的增大,破碎位置向来浪方向移动,破碎指标与入射波陡H_0/L_0相关,斜向波浪传播受入射角度的影响。同时,文中也给出了在该地形下波浪的破碎指标,并将三维结果与二维结果进行了对比。

平原细沙河流动床泥沙模型试验的模型相似律及设计方法

在平原细沙河流的动床模型设计中 ,只考虑推移质运动的相似是不正确的 ,主要应考虑悬移质运动的相似 ,并且可以只考虑悬移质中床沙质运动的相似 .以相似函数形式表达的分段起动流速 (8)～ (11)式 ,可用以计算确定模型沙的粒径 ,使泥沙粒径的模拟符合相似理论的基本要求 ,从而提高其可靠性 .应用文中提出的模型相似律及模型设计要点 ,进行了长江八卦洲宝塔水道挖槽淤积动床模型的设计及试验 ,取得了地形冲淤验证试验的相似 。

非恒定流泥沙数学模型原理及其应用

本文介绍了一维非恒定泥沙数学模型的原理和计算方法，并且对于泥沙数学模型中的一些关键技术等问题进行了较详细的讨论。利用已建立的一维非恒定泥沙数学模型，对黄河小北干流１９８１年洪水资料进行了模拟计算，计算结果表明：黄河干流、渭河、北洛河计算水位、流量过程线与实测值符合良好，可用于黄河的洪水演进计算。

基于原型沙的三峡库区细颗粒泥沙冲淤模型试验研究

三峡水库常年回水区淤积物多为中值粒径在0.01 mm左右的细颗粒泥沙,按传统理论对此类细沙模型试验进行设计存在困难。提出了一种基于原型沙的库区细颗粒泥沙模型试验方法,流速比尺的确定考虑水深影响,泥沙冲淤时间比尺与水流运动时间比尺一致,含沙量比尺取决于垂直比尺和干容重比尺。黄花城河段2003-2011年以及典型流量水位组合下的泥沙模型试验结果表明,淤积厚度和平面分布与原型符合较好,初步说明该方法适用于三峡库区细颗粒泥沙运动的模拟。