天然河道垂線流速分布類型及其影響因素初探.pdf

1、天然河道中的水流均為非恒定流，當(dāng)前，河道非恒定問題日益突出。由于明渠非恒定流本身較為復(fù)雜，對(duì)明渠非恒定流的很多特性方面的研究一直未能有較大的突破。研究天然河道的垂線流速分布類型及其影響因素。
　　對(duì)正確的掌握流速垂線分布規(guī)律及天然河流河床演變、水利學(xué)科的發(fā)展以及港口、航運(yùn)及城市防洪等實(shí)際問題的解決，都有重要的理論和工程意義。
　　為探討天然河道的垂線流速分布類型，本文以室內(nèi)ADV清水試驗(yàn)和長江螃蟹磧至冰盤磧水道實(shí)測(cè)資料為基礎(chǔ)

2、，分別研究其流速分布形態(tài)，對(duì)比找出主要影響因素。采用不同的計(jì)算公式對(duì)研究河段的推移質(zhì)輸沙率進(jìn)行計(jì)算。通過對(duì)垂線流速分布和推移質(zhì)輸沙率、地形坡降和流量的關(guān)系探討，進(jìn)一步明確天然河道垂線分布的類型及其影響因素，得到主要研究結(jié)論如下:
　　(1)通過室內(nèi)ADV清水水槽試驗(yàn)，在沒有外界因素的干擾下，清水非恒定流流速剖面為常規(guī)的“上大下小”型，其流速分布滿足傳統(tǒng)的對(duì)數(shù)分布。
　　(2)以長江螃蟹磧至冰盤磧水道為研究對(duì)象，基于大量實(shí)測(cè)流

3、速資料，天然河流的非常規(guī)流速分布可歸納總結(jié)為7種類型，分別為“3”型、“C”型、“1”型、“S”型、“7”型、“反S”型和“反C”型。
　　(3)初步分析認(rèn)為“7”型垂線流速多出現(xiàn)在地形陡升處?！?”型垂線流速多出現(xiàn)在河床洼地的中心處?！癈”型垂線流速常出現(xiàn)于河道沿水流方向縮窄、洪峰陡漲以及挖槽和港池的出口等處?！胺碈”型垂線流速常出現(xiàn)在雍水水庫的回水末端、河道沿水流方向展寬、河道洪水陡落、挖槽和港池進(jìn)口等處?！癝”型與“反S”型

4、垂線流速多出現(xiàn)于河道近岸的有植被地帶。
　　(4)研究河段垂線流速分布形態(tài)絕大多數(shù)呈“3”形分布，此流速分布模式多出現(xiàn)在地形較平坦的河道主流區(qū)，由于長江河道寬闊，河道主流區(qū)流速不受兩岸邊壁及植被影響，初步分析認(rèn)為天然河道水流的紊動(dòng)性為該種分布模式形成的主要原因。
　　(5)在垂線平均、最大流速和推移質(zhì)輸沙率的內(nèi)在關(guān)系分析得出，研究河段垂線平均、最大流速和推移質(zhì)輸沙率變化情況具有良好的一致性，二者成嚴(yán)格的線性關(guān)系。