河漫滩景观植物上轻物质附积对水力糙率的影响研究

在河道漫滩景观植物是河道环境建设的需要,但在洪水期,由于垃圾、杂草、树枝等漂浮物附着积聚在漫滩植物上导致水流阻力增加对河道防洪带来消极的影响。试验采用塑料植株来模拟灌木,以柔性的天然水草模拟洪水期的漂浮物,采用概化水槽试验研究植物分布特征及水流因素对水力糙率的影响,建立河道漫滩景观植物水草附积后糙率增长率与植物分布系数、水深、流速之间的关系式。试验结果表明:水槽在未布置植物时,糙率系数约为0.009,布置植物以后,糙率系数值在0.01~0.07之间;当植物上附着水草后,糙率系数值在0.023~0.079之间,糙率增长率为11%~130%;糙率及糙率增长率与植物分布系数、淹没深度、流速等因素相关,且呈现一定的规律性。     

跨海大桥拦阻设施实施的悬沙扩散影响分析

为保证桥梁及船舶安全,非通航孔拦阻船舶设施成为跨海大桥的重要组成部分,其实施引起的悬沙扩散对海水水质产生一定影响。以金塘大桥为例,在采用等效糙率法概化桥墩的基础上,应用二维潮流、泥沙数学模型模拟了拦阻设施实施引起的悬沙扩散分布,并对水质影响进行分析。结果表明:(1)等效糙率法在工程海域的应用可获得较好的模拟效果;(2)拦阻设施实施对海水水质的影响较为有限,西通航孔附近实施时,悬沙浓度增量达到10 mg/L的海域集中在拦阻设施北侧4.5 km至南侧6.5 km的范围内,主通航孔附近实施时的相应海域则集中在拦阻设施附近500 m范围内;(3)拦阻设施实施时,灰鳖洋产卵场的悬沙浓度增量低于5 mg/L,该海域基本不受影响。     

港口浮码头中固定桩墩振动实测与数值计算分析

为更好地研究港口浮码头中桥台墩的位移响应、动力响应特性和振动产生的原因,采用非线性有限元分析软件Abaqus进行二维数值仿真模拟,并比较实测位移数据得到理论位移曲线。最后与现场工程固定桩墩结构的实测位移曲线进行拟合对比分析,显示模拟结果与实际工程状况符合较好,表明钢引桥的推动力和波浪的动力作用是造成桩墩振动的主要原因,对解决相关工程结构施工安全问题具有实际意义。     

河道二维数值模拟糙率横向分布研究

糙率是河道对水流阻力大小的描述。文中系统地总结了推求糙率的各种常用方法,分析了糙率沿河道横断面分布的非统一性。采用横断面各个垂线能坡相同的假定原理,利用谢才—曼宁公式,推导出了断面糙率再分配函数。通过点绘多条河流不同河型的不同断面形态的实测水文资料,建立了可应用于平面二维水流数值模拟中阻力沿河宽分布的经验公式,将得到的断面糙率再分配函数应用到对应的河段的平面二维流场数值计算中,计算结果与实测结果吻合良好,解决了计算流速与天然实测流速断面分布不一致的问题,提高了水流二维数值模拟的精度。     

虚糙率的成因分析

在实际工程中，采用能量方程反求河道糙率时，常常会出现为虚数（或负数）的情况。本文就由此出发，根据其反求原理－伯努利方程来分析虚糙率的形成原因，分析认为，由于河床形态上的突变，使计算采用的过水面积有了非真实性，从而造成了流速水头前能量系数α假定为１的非真实性，这就是形成虚糙率的主要原因，并提出了处理虚糙率的几点建议。     

等效阻力法在感潮河段桥墩群概化中的运用研究

在经过率定和验证的长江下游感潮河段大范围二维潮流数学模型上,采用等效阻力法概化了苏通大桥桥墩群,指出运用该方法时需要注意的地方,同时给出了桩群概化的具体步骤,并分析了该方法的运用效果。研究结果表明,等效阻力法概化的桥墩群不会对大范围水动力(水位、流速及分流比)产生影响,仅桩周附近存在微小失真,可为感潮河段类似工程的桥墩群概化提供借鉴。     

基于Flood Area模型的模袋混凝土衬砌渠道糙率系数优化方案初探

本文以河套灌区建设一分干模袋混凝土衬砌渠道为研究对象,引用Flood Area模型,将糙率系数的设置做区分化处理;对渠道区域进行划分和赋值,在经验参数的基础上,结合建设一分干模袋混凝土衬砌渠道实际情况,设置栅格糙率系数,增加糙率系数的精度。结果表明:考虑模拟中糙率系数的动态性以及渠道糙率系数较坡面糙率系数更为复杂的特点,将糙率系数的设置做区分化处理,改进后的方法简化了率定流程,以解决模拟流速普遍偏低的问题。利用高程与糙率系数的函数关系,以较全面、真实地仿真模拟模袋混凝土衬砌渠道的流场。     

明渠非恒定流下输沙对比研究

明渠非恒定流下的输沙是河流泥沙运动力学的基础问题。针对现阶段水库下泄、山洪暴发引起的非恒定流对泥沙的影响与恒定流下不同,利用现阶段国内外的非恒定流输沙数据进行对比分析,发现各研究者未得到一致结论,因此非恒定流及对应的输沙仍处于起步阶段。通过定义了一个新的非恒定系数,将各个研究者的数据进行对比整合,找到了非恒定流与输沙的普遍规律。     

有限深度均匀流中圆柱桩群绕流对流速的影响*

通过有限深度均匀流水槽试验研究不同圆柱桩群对均匀水流的绕流影响程度.通过多组试验研究数据对比分析得到圆柱桩群对均匀水流的影响规律;不同圆柱桩群对同样水流影响性质与程度的差别;不同圆柱桩群对水流流场影响范围的规律;圆柱桩群的阻流率、排架密度、桩群长度对水流流场的影响规律;不同流速的水流对圆柱桩群影响的反应规律;水流绕流圆柱桩群时,横向断面流速的变化规律等.研究分析还发现:桩群阻力是桩群影响水流的一个因素但非唯一因素,桩群的排列方式和桩群迎流角对水流流速的变化有不同程度的影响,且其影响程度大于阻力影响.     

圆柱桩群局部冲刷特性试验

通过在宽长水槽中进行的单向恒定均匀流作用下,不同桩群、不同流速或不同水深情况下的圆柱桩群局部动床冲刷对比试验研究,分析试验后水槽地形变化的资料发现：圆柱桩群局部冲刷非常复杂,圆柱桩群的存在极大地改变了原有的水沙运动状态,加剧了桩群所在底床泥沙的冲淤。圆柱桩群对其所在底床冲淤影响特性不能只用桩群阻力简单解释,而与圆柱排列形式关系最为密切、影响也最大,水流流速及水深的影响实际通过圆柱桩群对流场改变的性质及程度来反映。