斜接型交匯河段水流特性試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、天然河流中存在著大量主支流交匯現(xiàn)象，交匯區(qū)域又具有獨(dú)特的水流特性，例如，交匯口上游壅水、回流分離區(qū)及水流加速區(qū)等，這些性質(zhì)對泥河道整治、污染物擴(kuò)散與滯留等問題都具有重要的指導(dǎo)作用。本文以黃河寧蒙河段復(fù)雜的干支流分布為背景，在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，對交匯角度為45°的斜接型交匯水流分別設(shè)計(jì)并進(jìn)行了物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模型試驗(yàn)研究，其中物理模型試驗(yàn)水槽分1‰比降的矩形水槽和復(fù)式水槽兩種，數(shù)值模型只針對矩形水槽進(jìn)行模擬運(yùn)算。每種地形通過改變

2、1:1、1:2、1:3、1:4四種匯流比RQ進(jìn)行試驗(yàn)測量和數(shù)值模擬。進(jìn)而比較分析交匯角度分別為45°、60°、90°時(shí)模型試驗(yàn)的流速數(shù)據(jù)，對斜接型交匯水流運(yùn)動特性進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴結(jié)合以往的研究成果，通過理論分析斜接型交匯水流的運(yùn)動特性，得出了影響斜接型交匯水流運(yùn)動特性的最主要的三個(gè)因素：匯流比RQ；河床形態(tài)；交匯角度。⑵進(jìn)行水槽物理模型試驗(yàn)及數(shù)值模型模擬運(yùn)算，通過對得到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到了：交匯角度為4

3、5°條件下，當(dāng)模型尺寸大小、地形條件相同，而改變匯流比RQ時(shí)，RQ越?。粗髁髁髁吭叫?，支流流量越大），流速變化范圍越大，主支流混摻紊動情況越明顯，分離區(qū)面積增大，主支流上游越易壅水；在匯流比、交匯角度、形體尺寸等條件不變的情況下，改變交匯區(qū)域地形，地形越復(fù)雜交匯區(qū)域紊動情況也越劇烈；在只改變主支流交匯角度的情況下，交匯角越大，越不利于下游水流順暢，但最大流速區(qū)在交匯口下游向?qū)Π兑苿樱讓粎R區(qū)域岸邊產(chǎn)生沖刷，因此在實(shí)際工程中應(yīng)綜合考慮