分流對(duì)彎道水流水力特性影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、彎道水流是渠道和河道中常見(jiàn)的一種水流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。彎道水流的動(dòng)力特性主要集中在水而橫比降、橫向環(huán)流、流速重分布等方面。水流流經(jīng)彎道作曲線運(yùn)動(dòng)，水面形態(tài)和水流結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整和變化。彎道水流特性決定彎道泥沙運(yùn)動(dòng)和河床演變的基本規(guī)律，對(duì)河床演變、河道整治、河岸防護(hù)等都有重要的影響。在彎道凹岸設(shè)置取水口，就是充分利用了彎道環(huán)流的特點(diǎn)，來(lái)獲取表層含泥沙量小的清水，同時(shí)防止底沙進(jìn)入渠道，從而達(dá)到引水防沙的目的。目前這種工程措施在圈內(nèi)外應(yīng)用非常普遍，是一種

2、較為常見(jiàn)的河道分流形式。 分流使河流的水流結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，引進(jìn)渠道的水流和繼續(xù)沿著原河道流動(dòng)的那部分水流，都要發(fā)生流束的平而彎曲，這種彎曲引起的水流變化，其結(jié)果可能使大量底沙進(jìn)入引水渠道。此外，水流在引水分流后，進(jìn)入引水口下游河道的含沙量并沒(méi)有改變，但流量的減少使河流自身輸沙能力亦相應(yīng)降低，破壞河道的輸沙平衡，產(chǎn)生泥沙淤積，對(duì)分流口下游的河床斷面形態(tài)產(chǎn)生影響，在特定條件下甚至?xí)鸷有偷霓D(zhuǎn)化。因此，研究分流對(duì)彎道水流水力特性的影響

3、，在彎道整治方面具有普遍的實(shí)踐意義。 彎道水流運(yùn)動(dòng)所涉及的物理量往往很多，邊界條件復(fù)雜多變，大多數(shù)的研究都是在現(xiàn)有理論的指導(dǎo)下，以實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，建立物理或數(shù)值模型，進(jìn)行模型試驗(yàn)，但由于測(cè)量技術(shù)的限制，對(duì)取水口周?chē)魅S流態(tài)的研究還沒(méi)有趨于完整的理論?；诖?，本文以彎道分流水槽模型試驗(yàn)為基礎(chǔ)，針對(duì)彎道水流特性，采用先進(jìn)的三維聲學(xué)多普勒流速儀ADV(Acoustic Doppler Velocjmeter)對(duì)彎道及取水口附近的水

4、流流速進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量，獲取了有關(guān)彎道水流的三維信息，從多方面研究分流對(duì)彎道水流流態(tài)的影響，最終通過(guò)對(duì)取水口周?chē)繌澋浪魅S流場(chǎng)水力特性進(jìn)行深入地分析研究，為解決同彎道有關(guān)的工程問(wèn)題及其它特性研究提供理論依據(jù)。 本文采用平底有機(jī)玻璃水槽進(jìn)行概化模型試驗(yàn)，分析了彎道及取水口周?chē)S水力特性，分別對(duì)不同方案情況下彎道自由水面形態(tài)、縱向流速分布、橫向環(huán)流強(qiáng)度、紊動(dòng)強(qiáng)度分布、雷諾應(yīng)力分布的變化規(guī)律進(jìn)行了比較研究。研究得出，分流使彎道水流