直角明渠交匯區(qū)水流特性的水槽試驗(yàn)研究.pdf

1、主支流交匯現(xiàn)象在天然河道中廣泛存在（例如，洮河入?yún)R黃河、祖厲河入?yún)R黃河、十大孔兌入?yún)R黃河、烏江入?yún)R長(zhǎng)江等）。而交匯區(qū)獨(dú)特的水流特性:如匯口上游壅水、匯口下游回流、分離區(qū)、高低流速帶、剪切面等，對(duì)研究泥沙的輸移與淤積等泥沙動(dòng)力學(xué)問題、污染物滯留與擴(kuò)散等環(huán)境水力學(xué)問題、通航與防洪等河流健康問題都有著非常重要的意義。交匯區(qū)水流特性也是國(guó)內(nèi)外科研人員所關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本論文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合直角明渠交匯區(qū)水槽試驗(yàn)及高含沙水

2、流靜態(tài)剪切應(yīng)力試驗(yàn)，對(duì)直角明渠交匯區(qū)水流運(yùn)動(dòng)特性及泥沙與水流關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。得到的主要成果如下:
　　(1)通過分析直角明渠交匯區(qū)水流泥沙運(yùn)動(dòng)特性的研究成果并結(jié)合黃河上游流域泥沙運(yùn)動(dòng)特性，歸納出影響直角明渠交匯區(qū)水流泥沙運(yùn)動(dòng)特性的因素為:①幾何邊界條件;②水流條件;③泥沙條件;
　　(2)進(jìn)行水槽試驗(yàn)并對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明:①矩形斷面情況下水流特性與前人研究結(jié)果非常相似，有些地方甚至吻合;②復(fù)式斷面情況下水流在

3、交匯口下游并沒有產(chǎn)生二次流，流速最大值分布在槽底的兩個(gè)谷底處，水流動(dòng)力軸線呈現(xiàn)“Z”型分布，測(cè)壓管水頭變得非常的平緩，但局部水頭損失偏大;③對(duì)比不同斷面情況下水流特性，發(fā)現(xiàn)在同一匯流比條件下復(fù)式斷面流速較大、水深較深、但流場(chǎng)比較穩(wěn)定，而且隨著匯流比的增大，水頭損失增大，局部水頭損失也增大，且局部水頭損失增大的幅度有所增大。
　　(3)高含沙水流靜態(tài)剪切應(yīng)力試驗(yàn)結(jié)果表明，靜剪力隨停留時(shí)間的增加而逐漸增大，達(dá)到最大值后開始趨于平緩;相