河工模型中時(shí)間變態(tài)的影響初步研究.pdf

1、河工模型試驗(yàn)仍然是各種水利工程決策與優(yōu)化時(shí)的主要研究手段，但河工模型試驗(yàn)中時(shí)間變態(tài)的問題一直得不到很好的解決。目前通常的做法是采用河床沖淤時(shí)間比尺而放棄水流運(yùn)動(dòng)時(shí)間比尺，以盡可能地保持河床沖淤的相似性，但這樣做的結(jié)果將在一定程度上導(dǎo)致河道沿程水位、流量、含沙量以及河床沖淤量等的偏離，尤其是在受潮汐影響較大的河口地區(qū)，其影響程度尚未十分明了。本文利用一維非恒定水沙數(shù)學(xué)模型對(duì)數(shù)值水槽以及實(shí)際地形進(jìn)行三種不同時(shí)間變態(tài)率的對(duì)比試驗(yàn)，通過比較原模

2、型沿程水位、流量、含沙量以及沖淤量等物理量的差異分析時(shí)間變態(tài)對(duì)水流、泥沙運(yùn)動(dòng)的影響及影響因素并提出初步的校正措施，主要研究成果如下： 1)時(shí)間變態(tài)造成模型沿程水位、流量過程的滯后，滯后時(shí)間和時(shí)間變態(tài)率及模型長(zhǎng)度有關(guān)，其大小在漲潮時(shí)偏小、落潮時(shí)偏大。水位、流量過程曲線在形態(tài)上表現(xiàn)為更加扁平，并且天然漲落潮歷時(shí)分配也被改變，模型中的漲潮歷時(shí)變長(zhǎng)，落潮歷時(shí)變短。 2)含沙量的滯后和偏離作用和時(shí)間變態(tài)率以及距起始斷面的距離有關(guān)，

3、含沙量過程曲線變得平緩。挾沙力總體上的變化為漲急時(shí)刻偏大，落急時(shí)刻偏小。模型總的沖淤量表現(xiàn)為進(jìn)出口段沖刷量加大，中下游河段淤積量偏大。 3)時(shí)間變態(tài)對(duì)分汊河道的影響比單一河道的影響要更大一些，并且對(duì)主次河道相對(duì)更明顯的分汊河道其影響要略小一些。 4)時(shí)間變態(tài)對(duì)底床變形的影響依不同河段和地形不同，對(duì)模型的河槽、灘地等局部地形的沖淤演變規(guī)律有著較為復(fù)雜的影響。 5)滯后調(diào)節(jié)下邊界水位、增大或者減小進(jìn)口流量、減緩流量陡