曲線交匯條件下彎道水流水力特性試驗(yàn)研究.pdf

1、干支流交匯在自然河流中普遍存在，是一種常見的河貌型態(tài)。由于河流彎道形狀不同，考慮干流河道在匯合口的物理形狀特征，將其劃分為曲線型匯流與直線型匯流兩大類別。曲線型河道水流型態(tài)多變，再有支流匯入，使得匯流口附近的水流運(yùn)動愈加復(fù)雜，呈現(xiàn)諸多水力學(xué)特性：支流造成干流上游壅水，鄰近交匯口下游存在分離區(qū)，橫向環(huán)流等。這些特性隨各種水力要素的改變而發(fā)生變化，包括支流出水口形狀、干支流河床高差、河床坡降比率、入?yún)R角、匯流比等，其中匯流比和入?yún)R角對彎道水

2、力特性影響較大，是比較重要的控制要素。
　　本課題通過對支流交匯于彎道干流凸岸時的彎道水流特性進(jìn)行試驗(yàn)，研究匯流比和入?yún)R角對交匯口附近彎道水流特性的影響。在以往研究中主要是探究支流交匯于直線干流的水力學(xué)特性，但對支流斜交于曲線干流研究相對較少。而支流交匯于干流彎道凸岸處和交匯于干流凹岸處相比較，支流水流進(jìn)入干流彎道處由于受離心力作用，支流對主流的頂托作用會更加明顯，導(dǎo)致河段流場分布急劇變化，引起主流擺動，擾亂泥沙輸移，極大地影響河

3、段水流、泥沙運(yùn)動狀況，對航道條件也將造成極大的干擾。因此，開展支流交匯于干流凸岸彎道水流特性影響研究，對河段演變分析、河道整治措施制定具有十分重要的意義。
　　本課題基于國內(nèi)外學(xué)者對彎道交匯河段水流運(yùn)動特性研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計并建立了水槽試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行清水試驗(yàn)，采用多普勒流速儀(ADV)等儀器，分析了水流入?yún)R角、干支流匯流比對交匯口及其下游附近區(qū)域的表面水流運(yùn)動、水面縱橫水力坡度變化、彎道流速特性及環(huán)流強(qiáng)度變化、交匯河段水流流速分布

4、和水流動力軸線分布規(guī)律。研究得出：支流入?yún)R角逐漸增大時，其對干流影響也隨之增強(qiáng)；交匯口下游斷面垂線平均流速出現(xiàn)峰值且斷面流速在交匯口處不均勻性增強(qiáng)；交匯口附近環(huán)流強(qiáng)度隨之變大且入?yún)R口下游環(huán)流旋度最值斷面逐漸下移；動力軸線最高點(diǎn)有向凹岸移動的趨勢且越靠近交匯口擺動愈劇烈；彎道凹岸水面縱比降隨著匯流比的增大，在交匯口斷面的水面高程沿程變化越大；水位沿橫向呈曲線變化，干流的水面比降Jc隨匯流比的減小而增大。
　　本課題針對改變?nèi)雲(yún)R角和匯