复式断面明渠水流特性研究

【摘要】： 目前我国许多河流尚缺乏完善的治理，河道行洪能力较低，洪水灾害频繁，由此而造成的国民经济损失极为巨大。因而防洪减灾是我国一项长期而又艰巨的任务。一般情况下，我国大多数天然河流都具有滩槽分明的复式断面河床，枯水期主要为主槽泄流，洪水期水流漫滩以后形成复式河槽流动，受滩槽水流相互掺混的影响作用，主槽过水能力降低。且滩地糙率大，流速相对较小，从而使得全断面流速较小，洪水传播时间较长，洪水位上涨。因此，复式河槽水流特性及各项水力参数对河道行洪能力的影响尤为重要，该问题已引起国内外水力学界的高度重视，同时也是目前我国大江大河治理工程实践中急需解决的课题。 本文采用水槽试验与数值模拟计算两者相结合的研究方法，对复式断面水流特性进行了研究。通过回顾已有的研究工作，明确了研究的方向和目标。根据建立的二维水流数学模型，进行了复式断面横向流速分布的模拟计算，以水槽试验资料予以验证。并且针对复式断面横向流速分布，边界剪切应力分布和变化规律，水流流量、滩槽宽度比例、滩地糙率等因素对断面过流能力的影响，以及滩槽流量分配计算等等问题进行了探讨研究。通过对各影响因素进行分析与比较，提出了自己观点。研究成果对于河道整治工程和防洪规划工程确定断面形态参数、优化断面设计具有参考价值。