河流弯道水流特点与冲刷深度探讨

根据河流弯道水流的特点,对弯道水流的冲刷机理和冲刷深度进行了分析与探讨,并给出了国外学者计算弯道水流冲刷深度的几种方法.     

复杂边界条件下桥墩冲刷的试验研究

本文阐述了弯道中的流速分布,进而求得了弯道中的一般冲刷,通过对弯道中的斜交桥水流偏转角以及过水断面宽度的求解,初步求得了河湾中斜交桥的一般冲刷的计算结果,并且通过折减系数将一般冲刷与局部冲刷联系起来,推得了在只有表面流速与水位情况下的弯道中斜交桥的冲刷深度计算公式,结合延河水工模型实验资料,验证了冲刷的折减系数,计算结果与实际吻合较好.     

挑流消能冲刷时间对冲刷深度影响的试验研究

通过大量的模型试验,对挑流冲刷坑形成的时间过程进行了研究,将冲刷坑随时间的发展变化趋势与前人的理论分析成果进行拟合优化,得出在某个特定时间内,冲刷深度与时间成幂函数关系。本文通过此试验,对研究冲坑演变规律有一定的意义。     

河流底泥冲刷沉降对水质影响的研究

河流底泥中含有大量的污染物质，是对水质影响的不可忽视的重要污染源，本文将环境水力学、泥沙运动学及水化学相结合进行研究，从水流中污染物的对流扩散方程出发，通过理论推导得到包括有底泥刷及沉降，底泥释放等因素的水质基本方程，通过实验确定方程中的有关因素，用实测资料验证，取得较好的结果，并付诸应用。     

标准海塘前滩最深冲刷高程分析研究

在进行标准海塘工程初步设计时，通常需要分析在河段江道的不利冲刷高程值，给海塘整体滑稳定计算条件组合提供依据。目前人们缺乏较好的分析手段，通常借用水文统计方法加以解决。由于受到江道地形测量的时间、间隔次数及来水来沙等因素的影响，一般很给获得冲刷最深的地形资料，往往难以统计。但是，当年内测次较多，并有汛期的地形测次，则可以取年内几次测图中冲刷最深值作样本，进行统计分析。这处方法仅适用于江道冲淤只受水动力条件控制的情形，对于床底下卧抗冲能力极强的地层（如砂砾石层），江道的不利冲刷高程仅受地质条件控制。通过对钱塘江闻家堰河段水沙条件、河床地质构成、实测地形资料等综合分析，证明以上观点。     

基于多因素协同作用的沿河公路护岸冲刷深度分析与计算

确定河道中河流最大冲刷深度,是决定沿河公路路基埋深的基础,对保障沿河公路安全有重要意义。为建立简便的冲刷深度计算公式,在室内进行了不同弯道角度、流量下的河流冲刷模型试验。结果表明,在直道段顺水流方向冲刷深度变化幅度不明显,随着流量的增大,直道段各断面冲刷深度随之增大;在弯道段,顺水流方向冲刷深度呈现先增大后减小的趋势,同时在进入弯道后,受弯道环流的影响,两岸的冲刷深度差逐渐增大,在部分工况下甚至出现了凹岸冲刷严重而凸岸淤积的现象;河流最大冲刷出现的位置在弯道出口下游处,随着弯道角度与流量的增加,逐渐向弯道出口处迁移。河流最大冲刷深度与流量和弯道角度存在线性关系,与相对流速和水深存在幂函数关系。在此基础上,综合考虑水深、相对流速和弯道角度耦合作用,建立了适用于河道直段与弯段的河流最大冲刷深度计算公式,可用于河道直段与弯段最大冲刷深度的计算。     

桥墩振动对其局部冲刷的影响

为了探究桥墩振动对其局部冲刷的影响,以圆柱型桥墩为例,开展了不同泥沙底床条件下的振动桥墩局部冲刷水槽试验。结果表明,在振动载荷下,对于中值粒径分别为14.42μm、31.75μm和85.92μm的细颗粒底床,当振动强度从0增大至3.72,最大冲刷深度和最大冲刷半径均随之增大;中值粒径为14.42μm的泥沙底床最大冲刷深度增幅最大达910%,且粒径越大,增幅越小。对于中值粒径为260μm的粗颗粒底床,当振动强度从0增至2.31,最大冲刷深度降低了37.50%,而最大冲刷半径增加了38.37%。因此,桥墩的振动对其局部冲刷有着重要影响,且对细颗粒底床和粗颗粒底床的影响不同。桥墩振动导致有黏性的细颗粒泥沙发生流变从而加剧了其局部冲刷;而无黏性的粗颗粒泥沙受到振动作用而加密,其局部冲刷削弱。提出了考虑桥墩振动的局部冲刷深度计算公式,其理论计算值与实测值相对误差在±20%的数据达87.5%,能够为涉水桥梁基础埋深的设计提供更合理的计算依据。     

瓯江二桥主桥墩局部冲刷试验研究

本文采用系列模型试验方法，对瓯江二桥主要桥墩局部冲刷问题进行了研究，试验结果表明主桥墩最大冲刷深度与上游流量及主桥墩轴线走向有关，对径流为百年一遇洪水流量，主桥墩轴线走向与水流流向一致时，其最大冲刷深度为１１．６９ｍ，主桥墩纵轴线与流向夹角为２０°时，最大冲刷深度为１４．８１ｍ，试验得到施工围堰局部冲刷与流量的关系，得出最大冲刷深度，并提出围堰局部冲刷的防护措施。     

枢纽下游河床冲刷深度和水位降落估算方法

通过清水冲刷水槽试验,在探索非恒定输沙及床沙调整等规律的基础上,结合沙量平衡原理,建立了一种枢纽下游河床冲刷深度和水位降落的计算模式。洪峰过程可以概化为一种恒定的"当量流量",深槽冲刷以枯水边界作为脱离体,可将该模式延伸于天然河道。能够计算冲刷过程及终期河床冲刷纵剖面和不同流量下的水位降落。     

河道凹岸冲刷防护研究

在天然弯曲河道中往往存在着冲刷现象。通过物理模拟河道的方法得出,在弯道处由于凹岸漩涡、横向流速以及弯道环流的作用形成了凹岸冲刷、凸岸淤积的现象。为了保护岸基及路基安全,提出了相应的防护措施。     

山区中小河流冲刷深度计算及分析

介绍了现有河床冲刷深度的基本理论及计算方法,结合工程实例探讨了山区中小河流治理工程冲刷深度的计算及应用,对影响冲刷深度计算及应用的几个因素进行分析及总结,可供相关工程参考。     

河道坡度和流量比对汇流处冲刷特征的影响研究

在河道汇流处,由于较高的剪切应力和二次环流的作用,通常会形成深冲刷坑和沉积点坝。通过设置边坡角、侧向与下游流量比以及密度弗劳德数作为变量,研究河道几何形状和流量对汇流处冲刷的影响。结果表明:(1)边坡角的增加导致冲刷坑在主河道和支流河道的渗透力增大。流量比为0.333、0.500和0.667时,当θ从90°减少至60°和45°,无量纲渗透长度N/H_下分别平均增加14.8%和8.2%。(2)密度弗劳德数的增加导致更大的冲刷坑横向无量纲长度。当流量比为0.333、θ为60°情况下,弗劳德数为2.1时较1.5、1.7和1.9时,L/H_下分别增大约1.85倍、0.68倍和0.13倍。(3)流量比和密度弗劳德数的增加引起冲刷加剧,但对冲刷坑尺寸的影响随着边坡角的增加而减弱。     

挑射水流对岩基河床冲刷的探讨

 在分析水垫塘中射流特征的基础上，综合了消能和射流的观点，提出一个估算冲坑深度的新公式。该公式结构简单、包括因素较全面，并通过分析计算实测资料，给出岩石冲刷系数的推荐值。利用该公式，对三峡大坝冲刷深度进行了预报，其预报值与各家的实验值符合较好。     

瓯江二桥主桥墩局部冲刷试验研究

本文采用系列模型试验方法，对瓯江二桥主桥墩局部冲刷问题进行了研究。试验结果表明主桥墩最大冲刷深度与上游径流量及主桥墩轴线走向有关:对径流为百年一遇洪水流量，主桥墩轴线走向与水流流向一致时，其最大冲刷深度为11．69m；主桥墩纵轴线与流向夹角为20°时，最大冲刷深度为14．81m。试验得到施工围堰局部冲刷与流量的关系，得出最大冲刷深度，并提出围堰局部冲刷的防护措施。     

基于河道冲刷特性的枢纽流量调度研究

岸边式泄洪洞泄洪时下游河道冲刷问题关系到工程安全,同时冲刷引起的河道淤积也会导致尾水位抬高。大型泄洪枢纽可通过合理的流量分配抬高下游水位,降低河道冲刷,减少河道淤积对电站尾水的影响。以白鹤滩水电工程为例,通过1∶50水工模型对其泄洪洞出口的深覆盖层地形进行模拟,研究了并联式岸边泄洪洞不同运行组合下消能区河道的冲刷形态;通过对试验数据的回归分析,提出了冲坑与堆积体的预测公式;以下游岸坡安全及河道淤积最小化为参考指标,结合泄洪洞出口布置形式及消能区河道的水位流量关系,提出了一种兼顾安全和效益的调度方法。本文研究结果可供水利枢纽工程运行调度参考。     

丁坝局部冲刷深度的计算

局部冲刷深度是丁坝工程设计中的一个关键参数,本文在对丁坝局部冲刷的过程和影响因素分析的基础上,根据国内外公开发表的试验资料,采用量纲分析和多元线性回归的方法,建立了清水冲刷条件下丁坝的局部冲刷深度的计算公式,并分析了丁坝与水流夹角、丁坝边坡和非均匀沙对局部冲深的影响系数,得出的公式可供在确定丁坝基础埋深时参考。     

河流冲刷作用下堤岸稳定性研究进展

分析河流冲刷作用下堤岸土体起动时的受力特点和冲刷破坏机理,概括国内外近岸水流冲刷力的分布与计算、堤岸土体抗冲力确定、河岸土体横向冲刷计算方法等研究成果,分析和评价河流冲刷作用下堤岸边坡稳定性研究进展。指出进一步研究的问题和研究方法:必须将堤岸边坡稳定分析与河流冲刷作用同时考虑,建立包含河流冲刷力的堤岸稳定分析力学模型;开展堤岸稳定分析的三维数值模拟;利用有限元法预测堤岸边坡破坏发展过程,分析变形与稳定的内在联系;将水上岸坡、水下岸坡以及坡脚和河床作为一个整体,进行堤防稳定的渗流场与应力场耦合分析。     

明台水电枢纽下游河床局部冲刷研究

针对明台水电枢纽闸下消能回顾，在１：３８比尺的二元水槽上进行了定床和局部动床下游冲刷试验研究，研究结果表明，闸下冲刷起控制作用的状况为设计洪水流量，右七闸孔闸下设消力池时，其冲刷高程在基岩以下３～４ｍ；左八闸孔不设消力池时，闸下冲坑深度比右七孔低４～５ｍ。试验采用减缓斜坡坡度，坡底设消力槛等修改措施，大大减小了闸下冲刷深度，其试验成果已被设计及施工单位采用。     

考虑局部冲刷影响的钱塘江过江隧道最大冲刷深度试验研究

钱塘江河口河床是冲淤变幅大的地区,过江隧道最大冲刷深度常成为工程设计的关键参数之一。以青年路过江隧道为例,运用正态水槽模型试验,分别模拟了过江隧道河段的自然冲刷和邻近涉水工程如丁坝引起的局部冲刷,分析两类冲刷对隧道的影响,并从工程安全出发,提出了最大冲刷深度的确定方法,与其他研究手段比较,结果较为一致,可为过江隧道、海底管线等隧道的合理设计提供科学依据。