渠与河交叉建筑物的裹头体形初探

河渠交叉建筑物的裹头体形设计关系到河道上游水位壅高、河道演变以及总干渠的正常运行等重要问题.在前人研究的基础上,通过对南水北调中线一期工程渠道倒虹吸工程的裹头体形多种方案的试验比较.得出较优的体形为抛物线接圆弧.在此基础上探讨了影响裹头体型的主要因素.文中还对河与渠斜交时裹头设计参数的选取进行了定性分析.     

南水北调中线与安阳河交叉工程裹头体型优化

为改善南水北调中线总干渠与安阳河交叉工程口门处流态、水流结构,首先提出按椭圆弧曲线和复合圆弧曲线设计裹头体型的两种优化方案,然后利用导流水力学原理确定椭圆曲线和圆弧曲线有关参数,再从导流、施工放样、工程量、壅水几方面综合考虑,推荐按复合圆弧曲线设计的裹头体型的优化方案,最后对推荐方案进行模型试验验证。试验表明：基于导流水力学的口门裹头体型优化达到了基本消除回流或大大缩小回流的目的,且该处冲刷深度有所减小。从经济实用、安全可行方面考虑,按复合圆弧曲线设计优化的裹头体型为最优方案。     

淹没丁坝端坡对附近水流结构的调整作用

工程应用中的丁坝往往具有一定的端坡,而且经常处于淹没状态。为了研究端坡对淹没状态下丁坝附近水流结构的调整作用,采用水槽试验和三维浅水模型相结合的方法,分析淹没时丁坝阻水面积相等条件下坝头直立和具有一定端坡时丁坝附近的表层平面流场、底层平面流速分布和底层切应力分布情况。结果表明:淹没程度?H/H?0.17时,丁坝下游仍出现回流区,端坡系数m等于1时相对回流长度和坝头附近流向偏角最大;存在一定端坡时,坝头附近临近底床平面强流速范围和底床切应力范围显著减小或消失,m等于7时能够将丁坝附近流场调整得较为均匀。     

泥石流堵河条件的研究

泥石流堵塞主河是山区河流常发生的灾害之一。本文首先通过室内模型试验,观察到了泥石流堵河的3种形式,即潜坝壅堵、堰塞坝局部阻塞、堰塞坝全堵。根据室内试验得到的堵河过程,建立了交汇区的动力学方程,并结合质点网格（PIC）和标志网格（MAC）算法,提出适用于泥石流与主河水流相互作用的双场耦合模型。该模型主要特点是对混合区不同单元可以用交汇过程中的计算容重表达非牛顿流体的流变参数,还可表达不同单元的泥沙沉积速度。通过模拟计算分析了泥石流堵塞主河的各种主要因素,如速度比,泥石流流变参数、泥石流总量等。在归纳分析试验结果及模拟计算结果的基础上,阐述了采用动量比判定泥石流堵河临界条件的理由,并提出了采用动量比乘以泥石流冲入河道无量纲总量作为堵河的判定综合因子。     

泥石流龙头的形成及特征研究

泥石流龙头的高度反映了泥石流的规模,是防治工程的重要参数之一。陡峻的地形、大量松散固体物质、丰富的水源构成了泥石流发生的三大要素,同时也是影响泥石流龙头高度的重要因素。通过采用均质沙及宽级配沙进行水槽实验,探究泥石流运动过程中龙头高度与沟道物质级配、流量、坡度之间的关系,提出泥石流龙头高度随流量、坡度、平均粒径、细沙含量的增加,呈先上升后下降的趋势。利用回归分析方法,采用水流功率的概念,建立了泥石流龙头高度计算模型,并采用其他科学家的试验数据进行了验证,可为预测不同条件下泥石流规模提供科学依据。     

泥石流龙头运动的实验研究及能量理论

本文采用多种卵石进行水流冲刷沟床沉积物发展形成两相泥石流的实验，研究了泥石流的形成和发展过程，发现了形成泥石流的临界坡降与沟床卵石粒径的关系，揭示泥石流头部隆起高度与龙头卵石粒径成正比，提出了小卵石瞬时速度高而大卵石平均速度高的碰撞分选机理。本文建立了龙头运动的能量理论和泥石流平均速度的理论公式，并成功地计算了泥石流运动的平均速度。     

山区性河道水环境容量及合理配置研究

山区性河道具有单向流的特点,往往跨越多个行政区域。排入河道的污染物随水流稀释、降解后,多余的污染物进入下游河段,导致跨界水污染纠纷事件。河道水环境容量的分析与计算是水环境保护、污染物总量控制、排污权分配的理论依据。本文分析了影响水环境容量的主要因子及常见问题。提出在满足水质目标的前提下,应允许地方政府对排放流量作动态调整,以适应河道流量的变化。提出环境容量是有价值的环境资源,必须合理配置,并可以通过市场手段进行有偿转让。指出了水环境容量配置原则、转让补偿机制、标准等需要进一步研究的问题。     

取水工程取水头水力特性的试验研究

取水工程的取水头部常常设计成一个具有多个吸水头组合而成的复杂结构，该结构的阻力系数如何取值，未见有文献报道。本文给出了具有8个吸水头的取水头部的阻力系数的模型试验结果，并通过分析整理给出了汇流和不同数量吸水头的阻力系数计算公式，可供类似工程设计计算采用或参考。     

超高水头大型船闸输水系统研究

随着社会经济的发展和技术的提高,船闸不断向大型化和高水头化方向发展,以往常规的等惯性输水系统已不能适应40 m以上的超高水头大型单级船闸。结合某工程实例,通过类比分析、物理模型试验及数值计算的方法,提出了新型自分流的闸室分流口结构型式和输水系统布置型式,很好地解决了闸室高效输水和船舶停泊安全问题,显著拓展了常规等惯性输水系统的适应性,其成果可供超高水头大型船闸设计借鉴。     

水电站拦污栅锈蚀和堵塞增加水头损失的试验研究

以丰满水电站为工程背景,应用水工水力学模型试验方法研究了拦污栅锈蚀程度和堵塞状态与水头损失增量的关系．结果表明：拦污栅栅条锈蚀对水头损失的影响很大,锈蚀后水头损失增量可达原进水口损失的60％;拦污栅堵塞后,其对水流的阻力要比本身锈蚀对水流的阻力大的多,局部水头损失随堵塞率的增加而急剧加大．应用本试验结果对布尔可夫及丘金娜公式进行了修正,建议水电站拦污栅设计水头损失取值3～5m。     

强潮河口治河围涂工程促淤方法探讨——以钱塘江河口尖山一期促淤围涂工程为例

首先简单介绍了潮汐河口治河围涂工程一般促淤方法及其研究手段 ,接着阐述了泥沙淤积模型试验在促淤工程科研中的应用 ,随后结合围涂工程实践探讨了回流促淤机理 ,比较了不同工程布置方案的回流特征与淤积效果 ,提出了一般情况下较为合理的促淤围涂工程布置方法。     

基于图论的多定压节点管网水力计算方法的研究

多定压节点管网具有复杂的拓扑关系,可充分发挥图论的优势对其进行水力计算.通过引入虚节最和虚环的概念将多定压节点问题转化为单定压节点问题,对相关矩阵按照定压和非定压节点、虚管段和实际管段、树支和链支管段进行分块表示.推导出了采用链支流量矩阵进行管网水力计算的解析表达式,在此基础上得到了适于计算机求解的离散模型,同时将此方法应用于实际算例并与Hardy Cross法的计算结果进行了对比.