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复式断面明渠水流特性研究

陈长英  
【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。


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