河道断面垂线平均流速横向分布计算的简易数值模型

本文根据紊流剪切力传递补原理,利用天然河道恒定渐变流动力平衡方程,建立了一个简易的差分数值解模型,籍以推求断面垂线平均流速的横向分布,该模型对若干河道断面垂线平均流速模向分布的模拟结果与实测值吻合良好,为河道水力计算提供了一种有效的实用办法.

弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算

弯道水流特性是水利界感兴趣的重要研究课题。而弯道水流纵向垂线平均流速的分布则是其重要内容。运用弯道水流概化模型试验,利用先进的ADV进行了三维流速数据的采集,从中提取了纵向流速参数。基于作者提出的弯道水面横比降与纵比降的沿程分布公式,经理论推导得到了弯道水流纵向垂线平均流速分布的计算公式。研究表明,公式与实测资料吻合良好,为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了理论基础。

弯道纵向垂线平均流速分布的研究

本文对以往和最近一个时期对弯道纵向垂线平均流速分布的研究情况进行了一些评述,并在总结前人研究的基础上,作者通过自己的试验研究,提出了有关的计算公式。

含植被群河槽垂线平均流速分布特性实验研究

植被单元产生的形态阻力会阻碍水流,从而导致局部流速亏损,因此植被作用下的流速分布不同于明渠水流。通过水槽试验,研究了非淹没刚性植被群对单一河槽水流垂线平均流速分布的影响。采用竹签概化模拟圆形植被群落,设计了试验方案、各项参数等,进行了两组对照试验。试验表明,植被群会影响垂线平均流速的纵向分布,在植被群后流速显著减小,并且在一段距离后逐渐恢复;植被群对垂线平均流速横向分布也有一定的影响,在植被群下游附近垂线平均流速沿横向呈波谷状对称分布,而在其上游影响甚微。

畅流期不同水深流速测点分布对垂线平均流速的影响

本文时畅流期不同水深、不同悬吊仪器方法对各种流速测点分布引起垂线平均流速误差的规律性进行了理论分析。

黄河内蒙古段封冻期垂线流速分布规律分析

对黄河内蒙古段巴彦高勒、三湖河口、头道拐3个水文站整个封冻期盖面冰下垂线流速分布演变规律进行了分析,并就封冻期常规测流采用的1点法、2点法、3点法计算垂线平均流速的误差进行了评定。结果表明:①立封河段封冻时滞留在冰底的冰花,位于主流的部分在3～5天内消失,位于主流边的部分在15天左右消失,小流速或靠岸边的部分到封冻后期消失;②立封河段在封冻初期,最大垂线流速位置往往出现在相对水深0.6～0.8处。随着冰底粗糙度的减小和冰花的消失,最大垂线流速位置约40天后上移至相对水深0.4处,之后不再上移,各层的流速梯度随着冰底愈来愈光滑在逐渐变小;③从封冻初期到开河前,平封河段的最大垂线流速位置一直保持在相对水深0.4附近,但封冻初期、中期、后期的流速梯度各不相同,初期大,中期次之,后期变小;④封冻期有效水深在1.50～2.00m之间;⑤半深流速系数在封冻前期变幅较大,在封冻中、后期趋于稳定;⑥在封冻后的15天内,流量测次的间隔时间不宜过长,一般以3天左右为宜;在封冻中、后期可根据水位的变化布置测次。

陈家坞槽潮流特征及潮流流速垂线分布

陈家坞槽14号站位连续两个潮次的流速资料表明,该站位的潮流特点为落强涨弱.分析了该站位的潮流特征、各层潮流流速的椭圆分布、潮平均流速分布及其余流特征.拟合了该站位潮流流速垂线分布关系及其计算式.

明渠断面水流流速与边界剪切应力横向分布模型

天然河流的横断面多为由主槽和漫滩组成的复式断面,水流在这种断面中比在单一断面中受到更多因素影响,流态也更加复杂。通过将明渠横断面上微元体在水流方向的N-S控制方程沿水深积分,得出描述垂线平均流速和边界剪切应力横向分布的模型,并通过对实验数据的验证,确定了模型的实用性。

长江河口段流速沿垂线分布规律

河道中流速沿垂线的分布规律,是研究许多河床动力学问题的关键。根据长江口实测水流流速资料,分析流速垂线分布的规律性。研究结果表明:长江河口顺直河槽段流速垂线分布符合二次函数型,漫滩、滩槽交互区一般呈类似"S"形分布。比较各种水动力条件的变化对其影响,分别给出流速垂线分布拟合公式。概化出的简单形式,具有一定的实际应用价值。

内河挖入式港池回流流速分布规律初探

通过对挖入式港池的试验研究,归纳总结回流横轴断面上影响垂线平均流速的因素,表明流速横向分布规律服从二次曲线分布;提出回流横轴断面上垂向流速分布沿横向位置从回流流入部分到回流流出部分从二次曲线分布渐变为直线分布的规律。

基于声学多普勒流速仪测流的断面流速分布研究

选择泾河、射阳河闸2个水文站的走航式声学多普勒流速仪测流数据,进行测流断面上的垂向、水平层流速分布及垂向平均流速的横向分布研究。研究结果表明:对于顺直河段,垂线点流速分布基本符合理论流速分布;对于受感潮影响的测流断面,相对流速脉动和均化影响较大,难以找到流速分布规律。通过基于断面流速分布特点的断面有效测速单元确定,可以为测速垂线和垂线上测速点的布设、固定式声学多普勒流速仪安装位置选择等提供技术支撑。

松花江佳木斯站封冻期半深流速系数分析

根据佳木斯水文站资料分析封冻期半深流速系数,对松花江下游冰期流量测验方法及流量计算成果的误差进行分析,研究松花江冰期流量测验精度,提高冰期流量测验精度及工作效率具有一定的意义。

九龙江口水文泥沙断面输运的分析

本文应用河口相对水深测层的物质断面输运模式,计算了福建九龙江口4个水文泥沙断面的水体和悬沙输运,并分析了各输运因子的贡献。

横跨航槽水流结构变化规律试验研究

为了研究横跨航槽水流结构的变化,分析流速垂向分布和沿程分布规律,进行了物理模型水槽试验,根据水槽试验结果对横跨航槽水流垂线平均流速的沿程折减变化做了定量的分析,并得出槽滩水深比和来水流速两个因素对跨越航槽水流结构变化的影响。试验结果表明,上边坡垂线平均流速相比于下边坡要稍小些;在边坡为1∶3,槽滩水深比为1.71~1.84,来水流速为0.034~0.202 m/s情况下,横跨航槽水流在上边坡中点附近到航槽内距上边坡坡脚一定距离这一区域,底部水流反向运动形成"回流"区域,来水流速越小,槽滩水深比越大,形成"回流"区域的范围就越大,流速发生的折减也就越大。

断面流量计算方法的探讨

近年来,不少水文工作者对我国常用和可用的断面流量计算方法进行了研究,并提出了改进意见。但是这些研究工作都忽视了大多数情况下单宽流量沿横向分布为向外凸曲线的事实,有的误认为垂线水深与平均流速沿横向呈线性变化后单宽流量也自然沿横向呈线性变化,因而近年来所提出的改进方法仍然存在系统偏小的误差。为此,笔者对我国现行常用断面流量计算方法进行了分析,提出了比较符合实际的新的断面流量计算方法,通过理论分析和实测资料的验证,其精度提高,测速垂线数较大幅度减少。

第三章 弯道水流运动的实验室研究和原型研究、理论资料与实验资料的比较

§1 弯道水流实验室研究和原型研究概况第一章和第二章中所述理论研究的近似性,有必要提供广泛的试验,以便验证和确定决策解。虽然,对所研究的问题已经发表了相当多的著作;但是,都没有包括如此详细的实验资料。H.H.费德罗夫对弯道水流的实验室研究进行了详细评述。表7列出一些最有趣的试验室研究的综合资料,这些资料摘引自 H.H.费德罗夫的著作。

半覆盖人工生态浮岛对明渠流水动力特性的影响

为了研究半覆盖人工生态浮岛对于明渠水流水动力特性的影响,该文采用水槽试验方法,开展了半覆盖人工生态浮岛作用下的水流试验。试验采用泡沫板模拟浮体结构,采用圆木棒模拟浮岛植物的水下根区,同时采用ADV测量水流紊动特性。建立了半覆盖浮岛水流的深度平均流速的横向分布模型,得到了深度平均流速的解析解,针对无因次涡流黏度、二次流系数和流速参数讨论了模型参数的敏感性,探究了不同横向位置处纵向流速垂向分布规律和深度平均紊动强度的横向分布规律。研究结果表明:该理论模型具有很好的可靠性和真实性;在浮岛区域交界面,纵向流速沿垂向先增大后减小,呈现出介于明渠流和浮岛水流的过渡流态,且紊动强度值最大。