潮汐河段糙率n的计算分析

针对平原河道糙率计算方法,探讨受潮汐影响的宽浅河段糙率计算。以长江河口段为例,分析潮周期内流量变化过程以及流速沿水深分布特征,选取落潮稳定时段,利用流速垂线分布特征及Einsten断面综合糙率计算方法计算河道糙率。利用明渠非恒定流圣维南方程,推算涨落潮历时过程中计算河段逐时河道糙率n,分析非恒定流量变化d Q/dt对糙率影响,反映了潮汐河段河道糙率变化特征,分析其落潮过程中,随水位降落洲滩水深植被等影响下河道糙率的变化情况,采用落潮稳定期天然实测资料,进行代表性断面测点垂线流速分布特征,综合糙率计算法和河道水力计算推求糙率法,分析确定河道糙率。     

向家坝水电站下游非恒定水沙特性研究

水电站日调节和泄洪引起的非恒定流改变了下游河道的天然水沙过程,将影响下游河道的防洪、航道、港口及船舶航行安全,需研究坝下非恒定流的传播规律、关注航道内比降与流速的变化以及航槽内的输沙特性,实现水电与航运协调发展.结合向家坝水电站下游滩段的物理模型试验与坝下一维数模计算的成果,开展了电站下泄非恒定流对下游水位、流量、比降、流速及输沙的影响研究.结果表明:日调节引起的坝下水位、流量变化沿程坦化,水位与流量变幅沿程减小;随着电站泄水波的行进,峰前瞬时比降和水流速度相应增大,退水时沿程水面比降与流速随谷减小,随后恢复原有的比降(流速)与流量关系;泄水波峰前最大比降随流量变率的增大而增加,与流量的变幅无关;非恒定流输沙率大于恒定流的输沙率.     

提高渠道糙率率定精度的方法

渠道糙率的现场率定是水力学研究的重要课题.由于水力量测时流量和水深测量值不可避免的会存在随机误差,如何减少测量误差对糙率率定的影响是必须解决的关键问题.在系统研究了测量误差、渠长及雍水对糙率率定误差影响的基础上,给出了计算渠道糙率率定误差的简化公式,提出了减小糙率率定误差的方法:1)使渠道进出口目测水深(水位)具有相同方向误差;2)合理的布设渠道测点;3)控制闸门开度减少渠道雍水坡度,另外,尽可能在设计等大流量工况率定糙率,因为这些工况雍水坡度较小.     

长距离分洪河道水面线分析计算

针对长距离宽滩型分洪河道,模拟分析恒定流及非恒定流洪水下的水力计算差异。以小清河分洪道为例,采用MIKE11一维水动力模型模拟洪水演进过程,其中恒定流洪水按相应标准非恒定流洪水的洪峰控制,糙率采用滩槽分区糙率,末端水位为相应标准设计静水位。结果表明:当实际洪水为具有峰型过程的非恒定流洪水时,按恒定流计算的水面线总体偏高,有利于防洪安全但偏于保守;按非恒定流计算的水面线相对较低,沿程洪水坦化及洪峰衰减明显,较符合洪水实际演进过程,根据其计算的水面线确定堤顶高程,工程更为经济合理。     

大型输水渠道中过水建筑物的新处理方法

大型调水工程渠道设计中有大量的过水建筑物,给开发非恒定模拟计算软件带来了一定的幽难。为此,提出采用虚拟渠道等效糙率的方法,用来模拟各输水建筑物对渠道中的水位和流量的影响。开发了非恒定流计算软件,成功用于南水北调中线工程总干渠渠道的非恒定流过程的模拟计算。     

受回水影响的矩形渠道流量推算方法分析

矩形渠道断面规则、稳定,一般情况下,其水位-流量关系曲线单一.实际测验过程中发现,矩形渠道受下游回水影响,测验断面处实测水位流量点散乱、关系曲线复杂,线上推流精度降低.本研究基于曼宁公式、水流运动能量方程推导出规则矩形渠道流量推算的公式,应用该公式推算渠道流量可以解决水位-流量关系曲线单一导致的线上推流精度降低问题.将本研究提出利用上下游比降、水位和糙率推算断面流量的方法并应用在某水文站的矩形渠道流量推算中,结果表明,实测流量Q和水位、糙率和水面比降的复合项P拟合度较好,具有一定的实际应用价值.     

水力学推流模型的室内水槽验证

利用室内水槽，对水力学推流模型进行了试验验证。结果表明：模型中使用的“糙率”不是真正意义上的河道糙率，不能直接利用由测验河段上、下断面比降观测获得的糙率作为模型“糙率”推算洪水流量，但可以利用测流断面实测水位和流量过程，按水力学推流模型推求“综合糙率”，建立水位一综合糙率关系，再用此关系与实测水位过程推算实时洪水流量，达到洪水流量自动测报的目的。并比较了该法与利用水位一流量关系推流的精度差异。     

南水北调中线干渠闸门同步关闭水力响应特性

构建南水北调中线干渠局部一维非恒定渐变流模型，以“刁河闸—湍河闸”渠池为例，测试闸门调控方式和 渠道运行条件对闸前壅水峰值水位、达到峰值水位所用时间、水力振荡频率、水力振荡幅度等水力响应特性的影 响。研究表明：水力振荡上升过程快，下降过程慢，波幅随时间呈对数函数衰减；闸前壅水峰值水位随闸门关闭速 度、闸门关闭幅度、输水流量、运行水位、渠道糙率的减小而近似线性地减小；达到峰值水位所用时间对输水流量、 运行水位和糙率变化不敏感，随闸门关闭幅度和输水流量的增加而近似线性减小；水力振荡频率对闸门关闭所用 时间、闸门关闭幅度、输水流量和糙率变化不敏感；水力振荡幅度对运行水位、糙率变化不敏感，随输水流量的增 大而快速衰减。     

变化环境下东江干流河源至博罗河道糙率分析

东江水文情势自20世纪80年代以来发生了较大的变化。为研究变环境下的河道特性,基于K值分析方法延长了主要水文站水位-流量关系曲线(简称"H-Q"曲线)及用一维数学模型方法反推了不同流量级下的河道糙率数据。结果表明:河源、岭下流量站的高水位H-Q曲线变化不大。东江下游河床下切导致博罗水位流量曲线呈下降趋势。基于K值方法可以得到河源、岭下、博罗水文站相对合理的高流量H-Q曲线。河源至博罗段1999年河道糙率沿程取值0. 025～0. 038之间。部分位置如博罗-剑潭河段、上几角-下几角附近河道糙率较大(超过0. 03),这与床面坡降较大有关。     

非恒定流作用下砾石推移质输移特性试验研究

基于水深与流量的变化率提出了反映水流非恒定强度的无量纲参数P。利用水槽非恒定流输沙同步测试系统试验研究了非恒定流作用下砾石推移质的输移特性。试验资料分析表明,非恒定流作用下的砾石推移质输移具有明显的随机性、间歇性与阵发性。水流的非恒定性对输沙率峰值的脉动性有影响,对P＞0.32的强非恒定流而言,若输沙率样本数少于20,将会给输沙率结果带来较大的偏差。非恒定流作用下输沙率与水流要素变化具有不同步性,并与水流非恒定强度有关。P＞0.32时,输沙率峰值一般滞后于流速峰值;当P＜0.32时,可能出现输沙率峰值先于流速峰值的现象。非恒定流作用下砾石推移质平均单宽输沙率（或输沙量）与单宽流量（或径流量）、非恒定强度参数P有关,随P的增强而加大。     

ADCP测流方法的应用及水位流量关系序列的延展——以卡扬河为例

在国外水文资料稀缺的河流进行水电工程建设,流量测验耗资比较昂贵,且难以得到目标水位下的流量值。根据卡扬河ADCP测流方法的应用获取的流量资料和同步水位观测资料,用实测资料根据曼宁公式反求糙率,绘制水位糙率曲线,进而建立糙率经验模型公式,对特征水位下的流量进行推求,从而达到水位流量关系序列延展的目的。     

明渠恒定非均匀流比降—面积法高洪糙率的确定

本文是根据恒定非均匀流的计算公式,研究影响糙率的各因子,分析水位与各因子的关系及其规律,将其高水延长,确定出高洪糙率,达到比降~面积法应用的目的。     

明槽非恒定流流量控制及量测试验技术

明槽非恒定流流量的动态控制和实时量测，比恒定流静态控制和量测要复杂和困难．为了研究一套流量控制及试验测量系统，以解决非恒定流的流量测试问题，我们在试验中利用8255并行口的功能及计算机通过控制步进电机实现了水槽中流量随时间变化过程的控制；通过把各种量测仪器与A／D连接并利用A／D转换功能，实现了流量、水位等水力要素实时控制和量测；还编制了控制、采样、数据处理、绘图等程序，利用此控制及量测系统，对明槽矩形薄壁堰非恒定流的流量进行了研究，表明该流量、水位采集系统、阀门开度的控制系统及相应的软件等均满足了设计要求，得到了非恒定流中绳套形的H～Q关系．初步得到了在有限条件下可以普遍应用的公式．     

恒定流研究坝下水位流量关系的缺陷探讨

通过运用一维水流数学模型对广州市流溪河人和拦河坝枢纽工程（以下简称人和坝）下的水位流量关系曲线进行了恒定流和非恒定流计算,对比两种计算模式的成果后,对传统采用恒定流计算水位流量关系存在的缺陷进行了探讨。针对恒定流模拟中的缺陷,结合实际工程中不同水位流量关系在设计中的不同作用,最终确定了人和坝下水位流量关系曲线。通过数学模型计算的水位流量关系曲线,往往是特定地形和水文组合共同作用的产物,但其在一定程度上也反映了河道的水流特性,能为坝体工程的消能防冲设计等提供参考依据。     

明渠恒定非均匀流比降一面积法高洪糙率的确定

本文是根据恒定非均匀流的计算公式，研究影响糙率的各因子，分析水位与各因子的关系有其规律，将其高水延长，确定出高洪糙率，达到比降－面积法应用的目的。     

银河湾工程防洪计算与分析

为保障银河湾工程的防洪安全,须进行防洪计算与分析。结合银河湾工程的具体位置,确定计算范围、流量、河道断面、起点水位及河道糙率等基本参数,并采用恒定非均匀流模型、桥梁壅水计算模型,分别计算河道水面线、公路桥壅水高度。根据计算结果,分析了50年一遇、100年一遇洪水时,规划水面线和模型实测的水面线的差别以及影响范围。对银河湾工程是否受到防洪影响具有指导意义。     

贯彻新规范中对有关糙率计算问题的探讨

1　问题提出在过去几十年的水文测验中,糙率资料的分析一直是采用恒定均匀流中断面法的曼宁公式计算,近年来,水文测验及计算先后推行了国标或部标的规范化。在部标的《比降—面积法测流规范》中规定,对糙率及流量的分析计算,须应用非恒定流或恒定非均匀流公式进行;而在国家标准的《河流流量测验规范》中,又明确提出了应用比降—面积法测流作高洪测流的主要手段之一。由于计算方法的改进,大部分测站(河段)的糙率资料同过去的分析成果有所差别。为了适应新规范下的高洪比降—面积法测流,在新规范应用后糙率资料收集不足的情况下,必须应用过去…     

无水文资料中小河流的设计洪水水位计算方法

通过外业测量得到河床比降及大断面数据,洪水期水面比降参照河床比降资料及区域水文站资料,糙率参照区域水文站的糙率资料,根据曼宁公式绘制水位流量关系曲线,通过合适的计算方法确定设计洪水的流量,查水位流量关系曲线确定设计洪水水位.     

基于原型观测的输水渠道糙率取值及变化分析

为了研究长距离渠道糙率的合理取值,依据北疆输水工程总干渠2011—2016年逐日水位、流量数据,采用曼宁公式反算典型断面糙率,并构建一维非恒定流水动力模型对渠段糙率进行校核,分析长距离渠道糙率在渠段间的差异及边壁粗糙度随运行时间的变化情况。结果表明:断面的实测糙率与顺直渠段糙率相符,总干渠顺直段糙率在0.015～0.016,弯道明显的渠段,弯度校正因子在1.15～1.50,大小与弯道复杂程度相关;渠道糙率随运行时间呈增长趋势,总干渠等效粗糙度中期运行的年增幅约为18.54%。     

天然河道非恒定流条件下阻力系数变化规律的研究

天然河道非恒定流水面线的计算,在生产实践中有着重要的意义,而阻力系数的选取直接影响其计其计算成果。本文在以汉江丹-襄河段为例进行天然河道非恒定流水面曲线计算的基础上,利用大量实测资料,运用无约束最优化方法进行了天然河道非恒定流时的阻力系数和糙率率定的研究和计算。这种方法是利用计算技术对天然河道的实测数据进行分析和整理的一次尝试。根据计算结果,本文给出了阻力系数、糙率与流量、水位、时间、佛汝德数及Q/t的变化关系。这些变化关系的特征大体上与前人的理论和实践分析相符,同时还得到了一些新的变化规律。