反坡异重流的研究

本文主要研究了底坡为反坡，上层有逆向水流运动情况下，异重流的水流运动和泥沙输移规律。首先建立了这种异重流（称之为反坡异重流）的形成条件；然后从理论上推导出了反坡异重流潜入后的起始水深和流速，与已有的一些经验公式作了对比分析，并用天然实测资料进行了验证；通过水动力学分析，推导出了反坡异重流的潜入距离，用天然实测资料进行了验证。最后，采用不平衡沙模式，给出了反坡异重流的输沙、淤积规律，应用该模式对一些实例做了验证计算。本研究成果可用于盲肠河段、水库支沟，湖泊出口异重流及盐水楔入侵等的水力和泥沙计算。     

反坡异重流的研究

本文主要研究了底坡为反坡，上层有逆向水流运动情况下，异重流的水流运动和泥沙输移规律。首先建立了这种异重流的形成条件，然后从理论上推导出了反坡异重流潜入后的起始水沉吟格流速与已有的一些经验公式作了对比分析，并用天然实测资料进行了验证；通过不动力学分析，推导出了反坡异重流的潜入距离，用天然实测资料进行了验证。     

考虑底坡的异重流倒灌流量计算公式

水库异重流倒灌是造成支流淤积的重要原因,影响支流库容可持续利用。已有的异重流倒灌流量公式在推导过程中均假设支流底坡为0,所计算的倒灌流量往往大于实测值。本文通过在倒灌异重流的动量方程中加入底坡上的压力,推导了考虑底坡的异重流倒灌流量公式。公式结构形式表明在相同的口门浑水厚度与含沙量条件下,倒灌流量随底坡增加而减小。使用小浪底水库4条支流的异重流测验数据对公式进行了验证。验证结果表明相对于不考虑底坡的倒灌流量公式,本文提出的公式计算精度更高。     

粗沙高含沙异重流的运动特性

通过粗沙高含沙异重流的水槽试验研究，并与巴家咀等水库实测资料及细沙高含沙异重流水槽试验资料对比分析，得出：（１）在考虑了高含沙水流的本质特性后，粗沙高含沙异重流的形成，阻力特性，输沙等性等基本规律与低含沙异重流相同，（２）由于粗沙高含沙异重流中粘土含量小，形不同絮网结构，因此难以形成像巴家咀水库那样的伪一相异重流，它一般是两相流。     

基于HLLC格式的异重流高分辨率立面二维数学模型

异重流是自然界中的常见现象,异重流运动过程中交界面附近可能存在物理量的间断.为较好地捕捉这种间断,建立了异重流高分辨率立面二维数学模型,该模型基于同位网格的Godunov型有限体积法求解 σ坐标下的雷诺时均Navier-Stokes方程组.模型中水平方向界面数值通量采用HLLC近似黎曼求解器计算,湍流封闭采用非线性K-...     

破除船闸引航道异重流淤积的试验研究

异重流泥沙淤积是船闸引航道泥沙淤积的重要组成部分，本项研究采用局部概化实体模型，通过不同方案的对比试验，探讨了破除三峡枢纽上引航道异重流淤积的工程措施。     

异重流潜入规律研究

本文对异重流潜入机理进行了分析，表明潜入过程中流速分布的根本变化对潜入的作用是研究异重流潜入条件的核心．文中提出了异重流潜入模型，引入了潜入动量修正系数，得到异重流潜入点处修正佛汝德数与水槽底坡、异重流阻力系数、水槽宽度、单宽流量及含沙量的定量关系．用本文及范家骅等的两种试验条件相差较大的潜入试验资料对模型分析和验证，表明计算值与实测值相吻合．     

水平附壁射流破异重流试验研究

本文提出了利用水平附壁射流破除异重流的新方法。通过水槽试验，对水平附壁射流破异重流的现象、拦沙及冲沙效果进行了详细研究，得出了不同水沙条件下附壁射流破异重流所需喷口流速表达式。     

温度分层环境下的水库异重流试验研究

为了了解河道入流污染物在温度分层水库中的输移和扩散,采用概化模型试验对温度分层水库中异重流的运动特性进行了研究。通过设计水循环和加热方式成功模拟了水库温度分层环境,观测到异重流在运动过程中从底坡分离而进入水库中层沿水平方向运行的现象——间层流,对比分析了均匀、弱分层以及强分层水体情况下的异重流发展运动过程。对不同工况下的试验数据进行回归分析,得到表征水库分层强度的分层稳定度和浮力频率与异重流分离点水深、间层流厚度的关系。试验结果为大型物理模型研究提供了借鉴,且可以用来指导实际分层水库的运行和调度。     

光滑壁面明渠负坡流速分布特性

在分析激光测速试验资料基础上,通过与正坡上流速分布特性比较,发现负坡垂线流速分布中Karman常数相对正坡为小,负坡上的非均匀流粘性底层范围和厚度均大于正坡上的非均匀流粘性底层范围和厚度等;并在试验基础上提出了统一的垂线流速分布公式。研究成果为进一步研究负坡水流水力特性提供了参考。     

斜坡上的密度流数值模拟研究

为了探讨均匀密度环境水体中斜坡密度流的运动规律,建立了立面二维RNG k-ε紊流数学模型,通过与已有试验资料对比,验证了该模型的合理性与准确性。利用该模型模拟不同坡角和流量下的斜坡密度流,研究结果表明:密度流头部流速与坡角具有一定的函数关系,存在一个最优坡角使得相同条件下的头部流速最大;头部流速与浮力通量的三次方根之间并非严格的正比例函数关系,在流量较小或较大时将发生偏离;密度流运动过程中,头部形态不断扩大,头部的厚长比逐渐减小;头部扩大的速率随着坡角和流量的增大而增大,最后逐渐趋于一个稳定速率。研究结果能够帮助进一步了解斜坡密度流的运动规律。     

汛末蓄水期香溪河库湾倒灌异重流现象及其对水华的影响

为研究三峡水库汛末蓄水过程中,干流对支流水体水流、水环境因子的影响特征及其作用机制,从2007年9月25日开始对三峡水库蓄水过程中香溪河库湾水流速度和水环境因子进行持续监测分析。结果表明,2007年秋季三峡水库汛末蓄水过程中,水库干流水体依次以底部异重流、中层异重流、表层异重流形式倒灌进入库湾,使得香溪河库湾水体在深度方向具有典型的分层流特征,异重流现象是由水库干流与库湾水体之间的温度差和浊度差造成的。2007年秋季香溪河库湾暴发了一定程度的水华,倒灌异重流使得库湾表层水流流速增大,并将库湾表层浮游藻类演进式输运出河口从而降低库湾藻类生物量是本次异重流影响秋季水华的重要机制。     

反坡式短护坦消能工在螺丝湾水电站的应用

本文简要介绍了一种新型消能工———反坡式短护坦在螺丝湾水电站中的设计、应用及效果     

基于容重增加法和超载法在边坡稳定性评价中的应用

容重增加法和超载法的原理是保持粘聚力c及内摩擦角不变,通过逐步增加土体重度的方法使土体达到临界状态。采用超载法进行稳定性计算时,由于允许条块间出现拉应力,导致其计算的稳定系数偏大,由此带来安全隐患,用有限元容重增加法数值模拟的结果验证了这一点,并提出了改进方法。     

高桩码头岸坡稳定性研究

高桩码头能获得良好的水深条件,是近岸软土地基上最为常见的港工结构型式。桩基码头的岸坡滑动涉及到码头的整体稳定、影响码头的正常使用,是码头结构安全的"生命线"。影响高桩码头岸坡稳定的不利因素主要包括地质条件、桩基施工、水位涨落以及人为因素,与码头建设、设计、施工、监理及运行管理相关人员需执行码头建设相关法规或者强制性标准,以保证工程正常使用。结合武汉新港阳逻港区码头工程,基于极限平衡条分法校核工程建设及河道水位变化对码头岸坡稳定性的影响,可为国内类似工程提供参考。     

坡面雨滴溅蚀坡长及坡面流输沙能力的探讨

通过对坡面雨滴溅蚀过程的分析，提出了雨滴溅蚀有效坡段的概念．在坡面流近似为运动波的条件下，利用Govindaraju．et．al．提出的坡面流分离变量形式，导出了坡面流的微分基本方程及其近似解．最后利用有效坡段和坡面流近似解，讨论了B．T．Guy坡面流输沙能力公式的应用范围．本文的研究，对了解坡面流输沙能力qs（x，t）的变化规律有重要意义．     

某坝肩边坡开挖优化设计方案研究

为了研究前坪水库右坝肩边坡在设计方案和优化设计方案开挖下的边坡稳定性分析,采用数值分析和极限平衡法进行研究,首先针对边坡典型剖面进行了数值分析,研究边坡的位移和应力分布规律,然后运用极限平衡法得出边坡的安全系数,两种方法结合不仅可以反映边坡的稳定性和位移场之间的关系,而且可以用工程界所熟悉的安全系数来评价边坡的稳定性。结果表明边坡开挖优化设计方案满足边坡稳定性规范要求,且优化方案减少了开挖量,节省了工程投资,使得工程尽早发挥效益。     

坡地侵蚀平面形态的研究

伴随着坡面上产流、产沙过程，坡面形态亦在经历一个迅速变化的过程。本文利用随机理论和分形几何学方法，对坡地侵蚀实验资料进行分析，以坡面细沟密度指标及沟系分维数对坡地侵蚀的平面形态进行了定量描述。为研究坡地侵蚀程度提供了一种新的判定方法。