順直型復(fù)式河道斷面的水力學(xué)特性研究.pdf

1、天然河道多為復(fù)式河道，其橫斷面通常由灘地和主槽兩部分組成。在枯水季節(jié)，水流主要集中在河道的主槽中流動(dòng)；當(dāng)洪水來(lái)臨時(shí)，水流會(huì)漫過(guò)河道灘地，形成漫灘水流。相比單一斷面，復(fù)式斷面的水流運(yùn)動(dòng)更加復(fù)雜。當(dāng)水流漫灘后，主槽與灘地上兩部分水體之間相互作用，斷面水流的流速分布、床面剪切應(yīng)力和阻力等水力因素都將發(fā)生變化，單一斷面的水流計(jì)算公式已經(jīng)不再適用，需要研究新的方法來(lái)描述復(fù)式斷面的水流運(yùn)動(dòng)，因此研究復(fù)式斷面的水力學(xué)特性具有重要意義。
　　本文

2、結(jié)合英國(guó)科學(xué)工程研究協(xié)會(huì)洪水水槽設(shè)施（SERC-FCF）的試驗(yàn)資料，對(duì)復(fù)式斷面的垂向平均流速、床面剪切應(yīng)力、達(dá)西—魏斯巴哈阻力系數(shù)和曼寧系數(shù)進(jìn)行了分析。本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了適用于計(jì)算復(fù)式斷面過(guò)流能力的12種方法，其中包括6種經(jīng)驗(yàn)法和6種理論分析法，通過(guò)這些方法的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比分析，得出了每種方法的計(jì)算精度。另外本文還介紹了用于水流數(shù)值模擬的HEC-RAS、CES和MIKE21三種模型，并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了這三種模型在

3、復(fù)式斷面水流運(yùn)動(dòng)研究中的適應(yīng)性。本文所得的主要結(jié)論如下：
　?。?）復(fù)式斷面主槽部分的流速大，灘地部分的流速小，垂向平均流速在橫向上存在流速梯度，尤其是在灘槽交界面處梯度最大；床面剪切應(yīng)力的分布趨勢(shì)與平均流速的分布相似，其變化規(guī)律與水深和灘槽過(guò)水面積之比有關(guān)；達(dá)西-魏斯巴哈阻力系數(shù)和曼寧系數(shù)的變化與床面條件、灘槽寬度比和水深都有一定的關(guān)系。
　?。?）在12種復(fù)式斷面過(guò)流能力的計(jì)算方法中，對(duì)角線(xiàn)分割法（DCM）、水平分割法（