山區(qū)入?yún)R型河道水沙運動演化特征試驗研究.pdf

1、水沙交匯區(qū)在天然河流和水利工程中廣泛存在著。本文在回顧入?yún)R型河道水沙運動研究成果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用超聲測速儀(ADV)及相關(guān)測試設(shè)備研究了入?yún)R角為30°時支流斜接主流入?yún)R型河道的水沙運動。主要研究內(nèi)容包括入?yún)R區(qū)三維水流結(jié)構(gòu)模式、流場分布、水流紊動強度、入?yún)R口附近水面坡降的變化、入?yún)R區(qū)的泥沙運動、沖刷穩(wěn)定后床面形態(tài)特征及主流輸沙特性隨主支水沙變化情況?！　≡谌?yún)R型河道三維水流結(jié)構(gòu)試驗過程中，獲得了不同主支匯流比下的水面等值線圖、u方向等值線

2、圖、u-v方向矢量場、v-w方向矢量場及水流脈動特征值。通過分析這些數(shù)據(jù)，獲得了較為真實的入?yún)R區(qū)三維水流結(jié)構(gòu)。試驗表明：支流匯入主流后，在入?yún)R口下游形成最大流速區(qū)、回流分離區(qū)等不同程度的流區(qū)。入?yún)R口下游主流右側(cè)(靠入?yún)R側(cè)壁)的分離區(qū)尺寸與主支匯流比q*相關(guān)，并且隨水深的變化而變化，但其形狀基本保持不變。隨著q*增加，分離區(qū)尺寸隨之增大，然而，當q*很大時，分離區(qū)尺寸存在上限。入?yún)R口上游水面坡降與匯流比也有很大關(guān)系，匯流比增大，主流上游水

3、面坡降減小，支流上游水面坡降增大；但對入?yún)R口及其下游匯流摻混區(qū)水面坡降的影響，則隨主流流量增大而增大，而隨匯流比增大而有所減小?！　≡谌?yún)R型河道的輸沙特性和床面形態(tài)試驗過程中，首先研究了單一主流在清水沖刷條件下的輸沙特性和沖刷穩(wěn)定后的床面形態(tài)。其次研究了支流來清水時主流輸沙特性和穩(wěn)定后床面形態(tài)特征。最后研究了支流來水、來沙時主流輸沙特性和穩(wěn)定后床面形態(tài)特征。試驗表明：當匯流比較小時，由于支流水沙運動對主流輸沙的影響呈現(xiàn)非單調(diào)性，入?yún)R口