一种消除陡坡弯道急流冲击波的新措施

卡群一级水电站为消除陡坡弯道冲击波采取了消能栅和导流消能板新措施，该项措施在上级陆坡段以消能为主，弯道采用消、导结合的方式，经一年多的实际运行，表明该项措施较好地解决了大底坡急流弯道流态的控制问题，施工方法简便，工程投资小，原建筑结构基本保持不变，冬季运行较为理想，可推广应用地其他类似的工程。     

亚临界角下的急流冲击波快速收敛计算方法

在Ippen冲击波理论的基础上，给出了一个冲击波附体的亚临界角条件。为了克服图解法，简化式法和尝试法的不足，针对亚临界角条件下的急流冲击波，给出了一种快速迭代计算方法，本文证明了计算方法的收敛性， 并分析指出方法的收敛速度至少是二阶的。由于该迭代计算方法具有计算简便，收敛速度快的特点，故不仅适合于编程计算，也可用于手工计算。     

急流冲击波简化法

本文在Ｉｐｐｅｎ冲击波理论的基础上推导得到新的冲击波简化式，在ＶｏｎＫａｒｍａｎ积分基础上建立了缓冲击波简化积分式。这两个简化式形式简单，适用范围广，便于应用。     

利用斜槛消减弯道急流冲击波的应用

泄水建筑物在陡槽段由于地形、地质条件等因素限制常设置有弯道,这种情况下,当水流通过时不可避免将产生急流冲击波,对工程安全运行极其不利,为此,实际工程须采取相应措施对之加以处理。本文围绕克纳普所提的斜槛法,结合桑株河水库、平定河水库、凤凰水库等工程实践,对斜槛设计及布置进行了归纳总结。实践成果表明:斜槛法的合理应用对消减弯道急流冲击波能起到显著效果。     

急流渠道及其建筑物的设计

本文通过对急流渠道及在边界条件改变时渠道水面产生波动情况的分析,结合有关设计规范,提出了解决渠道超高问题的方法和建议。     

急流渠道的水流衔接及消能

针对我国新疆及甘肃河西地区等地灌溉引水干渠坡陡流急的问题，提出采用陡坡作为调坡建筑物，在陡坡段及下游渠道采取渠底及边坡加糙的方法进行消能，并进行了模型试验，其结果与力力计算结果基本相符，验证了该方法的可靠性。     

斜槛法在消减弯道急流冲击波中的应用

泄水建筑物在陡槽段由于地形、地质条件等因素限制常设置有弯道，当水流通过时不可避免将产生急流冲击波，对工程安全运行极其不利，为此，实际工程须采取相应措施对之加以处理。本文围绕克纳普所提的斜槛法，结合桑株河水库、平定河水库、凤凰水库等工程实践，对斜槛设计及布置进行了归纳总结。实践表明：斜槛法的合理应用对消减弯道急流冲击波能起到显著效果。     

弯道急流冲击波计算方法及消减措施研究进展

在整理国内外研究成果的基础上,对弯道急流冲击波研究现状进行了概述,介绍了理论计算和数值模拟的研究进展及存在问题,论述了弯道急流冲击波的多种消减措施并剖析其利弊。指出陡坡弯道急流的计算方法仍需完善,管道中的弯道急流冲击波问题是国内研究的盲点,值得学者们关注,弯道急流冲击波的三维数值模拟和消减措施有待更深入的研究。     

晋西北典型黄土陡坡急流冲刷调查研究

随着气候的变化,近年来晋陕北部暴雨集中,来势快急,对当地黄土高原造成巨大影响,陡坡急流造成坡面大量崩塌、滑坡,形成了侵蚀堆积体和沟道泥石流,对乡村和中小城镇造成安全威胁。为了研究晋西北典型黄土高原陡坡急流冲刷情况,通过资料搜集、野外勘察和测量,选取黄土裸坡冲刷状况进行取样和现场实测,获得当地降雨资料,并得到3种典型裸坡的侵蚀特征、形态参数和颗粒级配。通过建立边坡泥沙颗粒受力模型,分析裸露黄土边坡坡面急流冲刷的发生条件。研究发现:降雨特征、土层特性与边坡形态共同影响着边坡冲刷侵蚀的发展。边坡冲沟沟深沿程呈波动趋势,直线型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大;凹型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大,随坡度的增大而减小;凸型边坡冲沟沟宽沿程沟深随径流量的增加而减小,随坡度的减小而减小。边坡冲沟沟宽沿程呈抛物线变化趋势,沟宽沿BC坡段减小,沿DE、FG坡段增大。     

单坡堤上不规则波越浪量的估算

通过对影响单坡堤上不规则波越浪量的主要物理因素的分析，根据模型试验结果，讨论了各相关因子对越浪量的影响，从而可由波浪特征值及建筑物形态来确定越堤水量。     

急流弯道双曲底板的体形设计

本文提出采用双曲底板的方法消除急流渠道弯段的冲击波。在柱面座标系中建立不可压缩粘性流体的运动方程，导出无量纲形式的自由水面方程并建立了相应连续性方。通过迭代法求解自由水面方程并计算出自由水面高程，由连续性方程求出水流深度。从水面高程中减去水深得出底板高程。文中给出了按此方法设计的马河水库溢洪道弯道段水流计算结果。结果证明渠道内水面平稳，没有发生冲击波。底板设计由编程计算完成。     

无压瞬变流的改进断波法及其应用

对动力渠道瞬变流计算中的断波法进行了改进 ,一是构造关联方程组 ,二是采用新的迭代法 ,使不收敛的方程组在给定精度条件下可以进行迭代计算。该迭代法准确性高且迭代速度非常快。用该方法对金水街水电站在甩全负荷的情况下动力渠道中的涌波过程进行了计算 ,并与原电站设计进行了比较 ,结果表明改进断波法是切实可行的。     

无压瞬变流的改进断波法及其应用

对动力渠道瞬变流计算中的断波法进行了改进,一是构造关联方程组,二是采用新的迭代法,使不收敛的方程组在给定精度条件下可以进行迭代计算。该迭代法准确性高且迭代速度非常快。用该方法对金水街水电站在甩全负荷的情况下动力渠道中的涌波过程进行了计算,并与原电站设计进行了比较,结果表明改进断波法是切实可行的。     

急流冲击波简化式

本文在Ｉｐｐｅｎ冲击波理论的基础上推导得到新的冲击波简化式，在ＶｏｎＫａｒｍａｎ积分基础上建立了缓冲击波简化积分式．这两个简化式形式简单，适用范围广，便于应用．     

斜坡式海堤结构尺度对越浪量的影响研究

为系统研究坡式海堤结构尺度对越浪量的影响,开展了相关波浪水槽试验,在观察越浪量试验现象的基础上,分别研究了斜坡坡度、防浪墙顶超高、防浪墙高度对斜坡式海堤越浪量的影响。结果表明:防浪墙顶超高对越浪量的影响最为显著,越浪量随防浪墙顶超高的增大而减小,且减小趋势随之变缓,无量纲形式下的越浪量随相对防浪墙顶超高的增大呈现较明显的指数递减关系;随着斜坡坡度的增大,因斜坡面上损耗能量的增加大于反射能量的减少,越浪量总体呈现减小的变化趋势,斜坡坡度对越浪量的影响不及防浪墙顶超高;防浪墙顶超高一旦确定,防浪墙高度对越浪量的影响相对较小。     

顺坡渐扩矩形明渠水跃计算公式

顺坡渐扩矩形明渠常被用在排水工程中作为排水口与河道的连接段。由于河道水位变化,水跃将发生在连接段。本文从动量守恒原理出发推导了顺坡渐扩矩形明渠水跃方程,在假定水跃水质点作二维运动和水跃段内质点垂向加速度近似为常量的基础上推导了水跃长度近似计算公式。并与扩散角为9°、水平坡度角为6°特定条件的模型试验结果进行了对比,结果吻合良好,可供类似工程参考。     

斜坡堤栅栏板护面波浪爬高数值模拟

以海堤工程中常用的栅栏板护面为例,采用源函数造波法研究了栅栏板糙率对波浪爬高的影响。结果表明:在线性规则波作用下,波浪爬高衰减系数随着斜坡堤坡面糙率的增大而减小,当糙率为0.40～0.50时,波浪爬高衰减系数在0.6～0.7之间变化;当糙率大于0.50时,波浪爬高衰减系数随着斜坡堤坡度的变缓有增大的趋势。当波陡较小时,在相同糙率条件下,斜坡堤坡度越缓,爬高衰减系数越小;波陡较大时,随着斜坡堤坡度的变缓,波浪爬高衰减系数先增后减。     

超高速掺气水流中的激波现象——可压缩及不可压缩理论的比较

本文介绍了超高速可压缩掺气水流的均质绝热激波理论和不可压缩急流冲击波理论，并针对明渠边墙突然偏转情形中的超高速掺气水流，对两种理论预测的结果进行了详细比较，二者差异极大．此外，本文还提出了一个简便判据，可以用来检测超高速掺气水流中压缩性效应和激波的存在性     

明渠流动条件下单圆墩阻水效应实验研究

该文利用明渠水流的水工模型实验手段探究单圆墩阻水效应空间分布规律及其阻水系数取值新方法。利用高精度超声水位测量系统,采集了墩柱附近特定影响区域内水位过程线,通过分析墩柱周围壅高幅值,验证了阻水效应特性与流态因子之间的新关系。定量分析了墩柱阻水效应的空间影响范围及水位变化的空间分布特征,推求墩柱阻水系数计算的新公式。研究结果可为大尺度河流水动力模拟中桥梁墩柱的概化提供一定参考依据。