干支流直角交汇区水流泥沙运动特性初步研究

通过总结前人有关干支流直角交汇区水流泥沙运动研究成果,归纳了干支流直角交汇区的分区水流泥沙运动特性,初步探讨了交汇区局部水头损失计算方法,提出了新的包含水深比及回流长度的局部水头损失系数计算公式,采用长江科学院水槽试验成果对计算公式进行了验证。验证结果表明:在汇流比较小时,计算与试验成果吻合较好。

明渠直角交汇处的混合流

在混合流的渠道中,由于支渠横向流入的影响,而引起主渠交汇处上游水位的抬高。对于直角锐缘交汇的矩形渠道,在交汇处,水深和支流流量与总流流量之间的比例关系,是由动量方程导出的。运用这种关系,在已确定的渠道中,当水流无干扰时,可以预报交汇处的水深.建议在模型中,应该包含支渠对于主渠动量传递的作用,当支渠流量较大时,这个因素尤其重要。被推荐的这个关系式,当交汇处下游是临界的和非淹没的水流条件时,已由混合流的试验结构得到证实,直角交汇处的混合流研究成果已经直接应用于排水网系统和河流工程.

直角交汇河段分离区流场的几何特性研究

主要介绍了直角交汇河段回流区水力特性的实验研究及分析结果。在进行示踪观测实验的同时,详细地测量了交汇河段近区的速度场。在此基础上,运用量纲分析方法,通过回归计算及采用水深平均的K—ε紊流模型的数值模拟,得出了回流区几何特征变化规律和侧流轨迹等一系列研究结论。

基于量纲分析的泥石流堰塞坝高度特征研究

泥石流堵河堰塞坝高度直接决定了堰塞湖库容与溃决洪水流量,是影响上、下游受灾程度的关键因素。将影响泥石流堵河的主要参数组合成为4个无量纲因子(体积浓度因子、体积因子、黏粒含量因子、流速比),并通过室内水槽实验研究了无量纲因子作用下高容重泥石流完全堵河形式及堰塞坝高度特征,还构建了直角交汇情况下堰塞坝沟口高度和堵河高度的预测模型。结果表明:(1)根据主支流量比Q、流速比U的乘积可进一步将泥石流完全堵河模式划分为顶冲对岸式(Q×U≤0.045)和连续推进式(Q×U>0.045)两种形式。(2)对泥石流堰塞坝高度的分析表明,泥石流沟口高度与体积浓度因子、体积因子呈正比,与流速比呈反比;泥石流堵河高度与体积因子呈正比,与体积浓度因子、流速比呈反比,而在黏粒含量因子影响下,泥石流沟口高度和堵河高度均呈现先增后减趋势。(3)构建的模型预测精度良好,实际案例与模型对比相结合的方法验证结果显示,预测模型具有一定适用性。研究成果可为泥石流堵河的防灾减灾工作提供参考。