丁壩對(duì)彎道水流流態(tài)影響的試驗(yàn)研究.pdf

1、彎道水流是渠道和河道中常見(jiàn)的一種水流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。彎道水流的動(dòng)力特性主要集中在水面橫比降、橫向環(huán)流、流速重分布等方面。水流流經(jīng)彎道作曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，水面形態(tài)和水流結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整和變化。彎道水流特性決定彎道泥沙運(yùn)動(dòng)和河床演變的基本規(guī)律，對(duì)河床演變、河道整治、河岸防護(hù)等都有重要的影響。彎道水流特有的螺旋流會(huì)引發(fā)一系列的工程問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題，因此需在彎道險(xiǎn)段布置護(hù)岸工程。目前，國(guó)內(nèi)外的護(hù)岸建筑物主要有丁壩、導(dǎo)流板、導(dǎo)流屏、導(dǎo)流坎、導(dǎo)流柵等。其中丁壩是一種傳

2、統(tǒng)的護(hù)岸方式，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的比較廣泛，本文研究的就是丁壩對(duì)彎道水流水力特性的影響。 丁壩是河道及航道整治工程中一種常用的重要建筑物，具有控制河勢(shì)、保護(hù)岸灘、束水攻沙及壅高水位等多種功能。丁壩修建后，水流受到壓縮，壩下斷面突然放大，水流因分離形成了狹長(zhǎng)的回流區(qū)。特別是對(duì)護(hù)岸工程和泥沙的淤積而言，壩后回流區(qū)的充分利用關(guān)系到工程效果與造價(jià)。在河道整治以及水陸交通建設(shè)，河灘、海涂圍墾等工程不可避免的遇到丁壩對(duì)水流作用及其對(duì)河道與海灘演變的

3、影響問(wèn)題，因此，對(duì)于丁壩水流的研究具有普遍的實(shí)踐意義。 丁壩水流運(yùn)動(dòng)所涉及的物理量往往很多，邊界條件復(fù)雜多變，大多數(shù)的研究都是在現(xiàn)有理論的指導(dǎo)下，以實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)，建立物理或數(shù)值模型，進(jìn)行模型試驗(yàn)，但由于測(cè)量技術(shù)的限制，對(duì)整治建筑物周?chē)髁鲬B(tài)的研究還沒(méi)有趨于完整的理論，尤其是丁壩周?chē)鲌?chǎng)的三維信息?；诖?，本文以水槽模型試驗(yàn)為基礎(chǔ)，針對(duì)彎道水流特性，采用先進(jìn)的三維聲學(xué)多普勒流速儀ADV(AcousticDopplerVeloc

4、imeter)對(duì)彎道及丁壩附近的水流流速進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)量，獲取了有關(guān)彎道和丁壩水流的三維信息，從多方面研究丁壩對(duì)彎道水流流態(tài)的影響，此外，丁壩水流也是一種典型的水力問(wèn)題，工程中許多其它的水流現(xiàn)象與丁壩水流具有不同程度的相似性，有關(guān)丁壩水流流態(tài)的具體分析可為河道整治及相關(guān)研究提供理論依據(jù)。 本試驗(yàn)采用平底有機(jī)玻璃水槽進(jìn)行概化模型試驗(yàn)。主要分析了彎道及丁壩周?chē)鞯娜S水力特性，丁壩對(duì)彎道自由水面形態(tài)、縱向流速分布、縱向紊動(dòng)強(qiáng)度分布的