弯曲河道床面形态规律的研究

本文对弯曲河道床面形态规律进行了较全面的理论分析与试验研究，给出了床面形态高度和波长的计算表达式，并用美国ＦａｌｌＲｉｖｅｒ原型观测资料进行了验证，结果令人满意     

弯曲河道中水流运动的三维数值模拟

基于雷诺方程和有限体积法建立了描述弯道水流运动的三维数学模型,用室内物理模型试验进行验证,结果表明,该模型能够较好地模拟弯道内水流流速分布以及湍流特征。随后用该模型模拟了若干典型平面形态和床面形态的弯道水流运动。模拟结果表明:弯道中浅滩和深槽相间的地形起伏加剧了断面流速分布的不均匀性,同时使得水流动力轴线更加偏向凹岸,流速的沿程变化也较平整床面更为复杂;另外,与对称型河湾(正弦派生曲线型)相比,非对称河湾(Kinoshita派生曲线型)中在两弯顶中间存在较多的低流速区,有利于泥沙落淤,而对岸流速一般较大,形成河岸的快速崩退,这能够从一个侧面解释非对称河湾向下游方向整体的快速迁移。     

弯曲河道推移质输沙带的研究

本文建立了适用于弯曲程度不同时的河道泥沙起动流速公式，对环流非充分发展的，床面达到动平衡状态的弯曲河道推移质强烈输沙带进行了研究。导出了弯曲河道内呆烈输沙带的曲线方程，经模型连续弯道内实测输沙带的位置和计算强烈输沙带曲线的比较，结果令人满意。     

弯曲河道横向摆动过程数值模拟研究进展

对弯曲河道横向摆动的模拟方法,包括经验解析模型、二维数值模拟以及三维数值模拟的最新研究进展进行了综述,并分析了其各自的优缺点及局限性,提出了一些尚待进一步研究的问题。     

黄河源区滨河草甸对弯曲河流河道演变的影响

通过对黄河源区弯曲河流的6个河段进行水流特征和边岸植被特征等方面的野外调查研究,分析了河岸植被对弯曲河流河床演变的影响。结果表明:①黄河源区弯曲河流普遍发育于山地草甸和高寒草甸分布区,河岸植被发育良好,河流形态发育良好;②研究区6个试验点的植物种类繁多,以中生、湿中生植物为建群种或优势种,凹岸和凸岸的植被覆盖情况差异明显,凹岸植被生长时间长、植被群落相对稳定、物种多样性指数高、植株平均高度较高,平均覆盖度是凸岸的1.5～2.0倍;③凹岸草甸植被的淘刷主要发生在每年7—8月的洪水期,植被根系层下部因淘刷临空而坍塌形成护岸,从而减小了凹岸河湾演变速度;④发育良好的河岸植被不仅减轻了河岸侵蚀程度,而且提高了河岸土体的机械强度,有利于保持河湾形态的相对稳定性。     

基于自适应算法的弯曲河道断面布设

针对现阶段传统断面布设算法在弯曲河道断面布设中的不足,提出一种河道断面布设的自适应算法.根据给定的水边和河道中心线独立生成每根断面线,使得断面线不仅能适配水边,还能与河道中心线保持较高的垂直度,并对断面线在弯曲河道的集束问题和相交问题进行优化处理,保证断面线在河道内均匀分布.为验证算法的可行性,选取3种类型河道地形进行...     

弯曲河道通航枢纽平面布置研究概述

天然河道往往表现为河谷狭窄、河道迂回曲折、河床纵横形态及岸线极不规则、顺直河段相对甚短等特征,因此,通航枢纽平面布置难度极大。在收集和整理以往工程实践经验的基础上,归纳和总结弯曲河道通航枢纽平面布置的一些规律,可为弯曲河道通航枢纽的规划和设计提供参考和借鉴。     

弯曲性河道断面布设对断面法冲淤成果的影响

河道冲淤量的计算通常有“断面比较法”(简称断面法)和“输沙平衡法”(简称沙量法)等。黄河下游艾山一利津河段为弯曲性河道，弯道段和浅滩段存在不同的冲淤特性，一般情况下，弯道段涨冲落淤，浅滩段涨淤落冲。由于测验断面布设于弯道河段的多于浅滩河段，因此在汛期一定的水沙条件下，造成计算冲淤量汛期和非汛期出现较大偏差。通过弯道段和浅滩段不同冲淤特性的分析，提出了在弯道段及过渡段布设数量相同的实测大断面、尽可能避开局部冲刷坑的影响、尽可能加密测验断面等断面布设原则。     

弯曲河道对水流流态影响数值模拟

蜿蜒型河流是冲积平原常见的河型之一。针对具体河流的特定自然条件,需要对不同河道形态下的河道特性做出预测,以便选择和调整相应方案。采用集水动力模块、泥沙输运模块、污染物运移模块和水质预测模块为一体的环境流体动力学模型,利用计算机进行数值模拟,对京郊某弯曲河道3种河道形态在50年一遇洪水过程下进行数值模拟,在此基础上对3种工况下河道的水流特性进行分析,发现工况一弯道处凸岸流速先增加后减小,凹岸流速先减小后增大,凹岸水位明显高于凸岸水位;工况二两岸流速分布较为对称,叉道起到分洪滞洪作用;工况三两岸水流摆动现象不如工况一明显,衬砌工程量较小,并提出相应河道保护措施。     

考虑河岸冲刷的弯曲河道水流及河床变形的数值模拟

本文将正交曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型和粘性河岸的冲刷模型结合，用于模拟弯道内的水流运动、悬移质泥沙的输移、河床的纵向及横向变形.用水槽试验资料验证了本文提出的水流模型，结果表明流速分布、水位等计算结果与实测值相当符合.应用建立的水沙数学模型以及河岸冲刷模型，模拟了一概化弯道在持续清水冲刷下的主流线位置、断面形态、主槽比降的变化过程，模拟结果符合弯道演变规律.     

连续弯道水流特性的试验研究

对正弦派生曲线生成的连续弯曲型河道开展试验,采用日本ACM2-RS型X-Y方向2轴电磁流速计对水流流速进行了测量,并对水流特性进行了分析。结果表明:连续弯曲河道纵向时均流速在弯顶处靠近凸岸处较大,而凹岸处较小,且沿河宽的分布沿程是变化发展的;弯顶水流纵向时均流速分布接近抛物线型,最大流速点位于上部水面以下,整体上大下小,而顺直过渡段水流纵向时均流速分布最大流速点位于底部,整体上小下大;连续弯曲河道水流阻力系数随着过水断面平均水深的增大而增大,随着过水断面宽深比的增大而减小。     

弯曲河流三维数值模型

将平面正交曲线坐标系和垂向σ伸缩坐标系相结合,建立适合弯曲河流的三维水流数值模型。采用模式分裂技术将控制方程分解为外、内模式联合求解,方程的离散采用有限差分法。采用嘉陵江广元城区河段5个弯段内7个典型横断面地形、水位和流速资料对本文模型进行验证,模型成功地模拟出了水面横比降和弯道二次流,模拟结果与实测数据吻合较好。     

蜿蜒性河流演变机理研究

从宏观规律入手,采用概化方法研究了蜿蜒性河流的演变机理。在观察分析蜿蜒性河流演变规律的基础上,提出了弯曲河流的演变过程,即河流演变初期表现为沿轴线左右摆动,因受柯氏力的影响轴线逐渐弯曲,由于摆幅的增大和轴线曲率半径减小,使河流呈现出由顺直-微弯-蜿蜒-裁弯的演变过程。     

弯曲复式河道水流特性数值模拟研究

为了解二维、三维模型在弯曲复式河道水流数值模拟中的应用情况,利用物理模型试验数据验证二维模型的计算结果,并对断面水面线进行了分析。可以看出,二维数模不适用于弯道水流的局部模拟,而适用于宏观水流流动的模拟。采用三维模型分析了弯曲复式河道中的二次流现象,结果表明,三维数模对于弯道水流的二次流、垂线流速分布模拟效果比较理想,可以得到弯曲河道水流运动的基本规律。     

弯曲与分叉渠道溃坝波运动特性的数值预报

基于 TVD格式的有限差分算法思想 ,考虑节点与单元的对应关系 ,对任意四边形单元各边的通量采用优选限量函数的组合型 TVD格式进行插值 ,在时间上采用两步 Runge- Kut-ta法离散 ,建立了守恒型浅水方程有限体积的高分辨率计算模型。针对 180°强弯曲河道、90°双支以及 4 5°三支分叉渠道 ,数值预报了溃坝波的演进过程 ,揭示了溃坝波在弯曲河道中内外两岸速度与水位变化 ,在分叉河道中自动进行流量与动量再分配 ,在叉点角区形成旋涡、壅高等复杂运动特征 ,同时反映了湿底与干底的影响     

界面裂纹对混凝土氯离子扩散系数的影响

将混凝土看成是一种由骨料、界面和水泥石基体所组成的三相复合材料,平行界面裂纹位于骨料表面,据此构建出圆形单元细胞模型,并采用推进前沿法尽可能准确地剖分单元细胞,然后应用有限元法获得混凝土氯离子扩散系数的数值解。通过与已有实验结果的比较,初步验证了文中数值方法的有效性,并定量评价了混凝土细观结构对氯离子扩散系数的影响。数值计算表明,混凝土氯离子扩散系数随裂纹张开角、界面厚度的增大而增大,但随着骨料直径的增大而减小,且骨料级配对混凝土氯离子扩散系数有很大的影响。     

中国冲积大河的河型分布与成因

结合遥感影像、野外调查和水沙数据,以冲积大河为研究对象,分析中国大河的河型分布及成因。中国大河的冲积河段以弯曲与辫状河型为主,局部河段为分汊与网状河型。综合考虑河型分布的一般性和特殊性,认为相对输沙率(来沙量与输沙能力之比)、相对河岸侵蚀切应力(近岸水流切应力与河岸临界抗冲切应力之比)和河谷地形控制(如节点和宽度)是决定河型成因的3个最主要的因素。