Y型加糙体水力阻力试验研究

 大多数河工模型都需要加糙才能满足河工模型的阻力相似，因此模型加糙效果的好坏直接关系着河工模型模拟的效果和精度。通过水槽试验对Y型加糙体阻力特性进行了深入研究。研究结果表明：其糙率具有一个较大的调整范围，且随着加糙间距的增加水力阻力减小，减小的幅度越来越小，最后基本不变；雷诺数在3 500左右水流进入阻力平方区，进入阻力平方区后，随着相对淹没度的增大水力阻力减小，最后达一定值。     

永定河卢三段河工模型糙率模拟试验研究

通过水槽实验,运用水泥锥梅花加糙法,研究不同水泥锥布置和不同流量条件下的加糙糙率变化规律。将该加糙方法,用于永定河卢三段河工模型试验中,设计洪水条件下的试验水位与设计水位基本一致,表明加糙结果合理、可靠。试验结果表明,水泥锥直径为2 cm、铺设间距为3.3 cm,可达到0.030的模型糙率要求。试验成果可为大比降沙卵砾石河床的河工模型试验加糙方案提供借鉴。     

定床模型糙率模拟试验研究

通过变坡水槽试验,取得了18组定床模型梅花形加糙试验的数据,分析给出了定床模型设计糙率的加糙方法。模型中在糙率要求较大的部位可采用梅花形排列法加糙,在模型水深较浅的滩面及工程局部可采用密排平铺法加糙。结果表明,这种加糙方法可较好地模拟定床河工模型的设计糙率。     

大变态非恒定流河工模型的加糙技术

大变态非恒定河流工模型，由于模型变率大且模拟洪水过程，加糙时应特别注意行蓄洪区库容相似、河道槽蓄相似、雷诺数变幅大、模拟糙率大等问题，梅花形十字板加糙技术，由于其形体小、阻力大、进入阻力平方区雷诺数小、适应水流方向变化等优点，满足大变态非恒定流河工模型对加糙的特殊要求，较好地解决了大变态非恒定流河工模型的加糙问题。     

河工模型人工加糙的方法研究

目前较多的河工模型试验都面临模型表面糙率较小的问题。本文介绍了在河工模型中提高表面糙率的方法,并对人工加糙糙率的计算方法进行了总结归纳,对满足阻力相似及提高模型的相似度具有重要意义。     

百色水利枢纽导流洞水工模型试验中加糙与上游水位校正计算

结合百色水利枢纽导流隧洞水工模型试验,介绍隧洞模型试验中,由于材料限制,模型糙率与原型糙率不相似时采取的处理措施和方法。     

山区天然河道糙率模型试验研究

在进行天然河道治理时,河道糙率是影响水面线推求的一个重要参数。利用河工模型试验的方法,在阻力相似准则下,对天然河道糙率进行率定,以使所推求的水面线合理可靠。     

含竖向杆件的半圆形明渠糙率研究

TBM掘进机轨道常采用工字钢支撑,明渠底部设置工字钢后会降低其过水能力。为了定量研究明渠底部设置工字钢后对其糙率的影响,引入了等效水力参数的概念,对工字钢产生的等效附加糙率进行了理论分析。此外,结合某实际工程,通过模型试验研究,测量了设有工字钢的半圆形明渠在不同流量下的水深,采用假定糙率试算法、逐段计算糙率法对其综合糙率进行了计算分析。研究结果表明,建立的"糙率条带计算法+等效附加糙率计算法"得到的综合糙率值与模型试验值吻合良好,可采用理论计算方法估算半圆形明渠底部设置竖向杆件后的综合糙率。     

变态河工模型中的水流阻力相似分析

通过钱塘江河口闻家堰河段水文测验资料,得到了该河段的水流阻力损失的构成、各种阻力损失的大小以及该河段的河床糙率系数,同时对变态河工模型中的糙率相似问题进行了深入探讨.理论分析和模型验证结果表明,河工模型在几何相似满足的前提下,只需满足河床糙率相似,即可基本满足模型中水流阻力的相似问题.     

鄱阳湖实体模型定床相似关键技术研究

如何实现鄱阳湖实体模型的阻力相似,是本模型定床试验的技术难点之一.结合水槽加糙试验研究成果,采用卵石梅花形加糙与塑料草垫加糙相结合的方法对本模型进行了分区域加糙、分段进行试验水面线、流速分布及分流比验证.模型水流的相似程度较好,模型满足水流运动相似条件,为保证模型试验精度奠定了基础.     

DYNAMIC CORRECTION OF ROUGHNESS IN THE HYDRODYNAMIC MODEL

Based on the hydrodynamic model and the Xinanjiang model, the river stage forecasting model has been proposed. But its performance is not satisfactory as applied to estuary areas. River roughness is a sensitive parameter in the hydrodynamic model, and its value is related to some substantial uncertainties in the tidal river. According to roughness tests, a new method of roughness dynamic correction was developed to improve the performance of the stage model. The method was focused on the usage of observed data for the studied section, and its parameters were analyzed. Nested with the dynamic correction of roughness, the stage model was applied to the tidal reach of the Caoe River. The results demonstrate that the roughness dynamic correction can improve the simulation accuracy of the stage model, and especially has the capacity of reducing the errors at peak stages.     

粒子群算法在河道水动力模型参数校正中的应用

参数估计一直是河道水动力模型研究的难点之一,在传统的模型参数人为经验率定方法的基础上,提出了基于粒子群算法的模型参数优化校正方法,构建了参数校正优化模型,并将参数优化校正算法与河道水动力模型进行耦合,针对淮河干流和史灌河支流组成的研究区域,采用一维河道洪水演进模型,比较了糙率系数校正方法和传统经验估算法,校正方法得到的河段糙率系数值比人为经验估计值平均大0.01,淮河干流河段糙率略大于史灌河支流河段糙率,采用校正河段糙率系数得到的河道水位过程与实测值拟合更优,特别在主峰段洪水过程模拟精度显著改善,验证了本文所提出的参数优化校正算法的有效性,为复杂河道水动力模型参数的确定提供了一种有效方法。     

融冰期加厚冰盖糙率物理模型试验研究

流凌期输水能力可能成为制约输水工程冰期输水能力的瓶颈,而流凌期允许冰凌下潜,采用加厚冰盖下输水方式运行可以有效提高工程输水能力。加厚冰盖糙率的合理选择直接影响加厚冰盖形成后渠道水位和过流能力计算的正确性,但是加厚冰盖的糙率受到多种因素的影响,见刊的实测资料中,其糙率分布范围很宽。现以冻结模型冰为试验材料,以南水北调中线工程总干渠为原型,通过物理模型试验研究得到:输水渠道融冰期加厚冰盖形成初期糙率约为0.029,以供南水北调中线工程冰期输水调度和冰害防治提供参考。试验研究同时表明:水力加厚冰盖底面的最大水流弗劳德数取值0.09是合适的;力学加厚冰盖前缘都是水力加厚类型的,其长度大约与水面宽度相近;力学加厚冰盖形成和发展的过程是这样的一个循环:前缘发展→推挤增厚→前缘发展。     

深圳河四期蓄滞洪区物理模型试验方法研究

深圳河治理工程四期滞洪区模型试验的难点在于非恒定流自动控制系统和下游河道尾门水位控制的不确定性。通过经验公式计算和水槽试验优选模型加糙方案,下游尾门处采用复合堰的控制方法实现水位—流量自拟合功能,对深圳河滞洪区溢流堰结构形式、溢流堰与下游堤防衔接方式,以及溢流堰堰顶高程进行优化试验研究。试验结果表明,优化后的设计方案工效效果显著,可推广至类似滞洪区模型试验控制。     

Analysis of dynamic wave model for flood routing in natural rivers

Flooding is a common natural disaster that causes enormous economic, social, and human losses. Of various flood routing methods, the dynamic wave model is one of the best approaches for the prediction of the characteristics of floods during their propagations in natural rivers because all of the terms of the momentum equation are considered in the model. However, no significant research has been conducted on how the model sensitivity affects the accuracy of the downstream hydrograph. In this study, a comprehensive analysis of the input parameters of the dynamic wave model was performed through field applications in natural rivers and routing experiments in artificial channels using the graphical multi-parametric sensitivity analysis (GMPSA). The results indicate that the effects of input parameter errors on the output results are more significant in special situations, such as lower values of Manning’s roughness coefficient and/or a steeper bed slope on the characteristics of a design hydrograph, larger values of the skewness factor and/or time to peak on the channel characteristics, larger values of Manning’s roughness coefficient and/or the bed slope on the space step, and lower values of Manning’s roughness coefficient and/or a steeper bed slope on the time step and weighting factor.     

人工渠道糙率系数影响因素的试验研究

通过物理模型试验资料分析,探讨了矩形渠道的糙率与渠道水深、弗汝德数的变化规律。分析得出:当底坡不变时,随着弗汝德数Fr的增大,糙率n值逐渐减小。在缓流渠道中,渠道糙率n随弗汝德数Fr变化的速率很快;在急流渠道中,渠道糙率n值随弗汝德数Fr的速率较慢。糙率系数n随水深h的变化关系与流态有关。缓流中,随着水深h的增大,糙率n值减小;急流中,当弗汝德数11.51时,糙率系数n随水深h的增大而增大。     

基于流量-面积比值的小流域设计洪水计算方法对比研究

为确定分布式模型法、地区瞬时单位线法及推理公式法在估算山区小流域设计洪水过程中的适用性,基于洪峰流量-流域面积比值,以重庆市綦江区蒲河水系为研究对象,采用3种方法分别进行设计洪水计算,并与重庆市实测100 a一遇洪峰流量进行对比。结果表明:①当流域面积＜10 km²时,采用推理公式法更合理可靠;此时河道坡度较大,流域的产、汇流条件符合推理公式法假定条件,计算结果符合实际。②当流域面积为10~100 km²时,分布式模型法与地区瞬时单位线法均可合理计算设计洪水,但前者计算结果比后者更接近实测值。此类流域河道长、坡度平缓,流域的水动力在空间中可视为均匀的扩散;计算格栅单元间连续性强,各栅格向流域出口演算能合理反映真实的设计洪水过程。③当流域面积＞100 km²时,3种方法计算结果与实测值均有不同程度的偏离,但分布式模型法偏离程度最低,可作为设计洪水计算的首选方法。研究结果将有助于合理选择设计洪水计算方法,为类似山区小流域设计洪水计算提供参考。     

比降面积测流法在清水河洪峰流量中的应用

由清水河实测洪峰流量反推求糙率,并以水力坡度为参数建立平均水深-糙率关系线,利用水深-糙率关系线查得的糙率用比降面积测流法对清水河洪峰流量进行了分析,能够满足流量测验精度的要求,具有一定的实用价值。