跃温层厚度的变化对异重流形态的影响

发布时间：2019-11-19 18:31

【摘要】：虽然我国淡水资源总量多,分布不均匀,人均水量很少,特别是北方地区,水资源缺少的危机已经很突出。我国北方地区地理环境特殊,尤其是黄河流域土质疏松,不耐冲刷,因此易形成高含沙暴雨径流。水库的温度分层情况广泛存在,当高含沙水流进入库区时,便会形成异重流,影响水库淤积和水库水质。入流条件和水温分层水平对异重流影响的研究较多,但尚未见跃温层厚度对异重流影响的研究。本论文应用分层水库物理模型,研究在不同水深情况下跃温层厚度的变化;在强、弱分层条件下,变化入流泥浓度为1.25 g/L、3.75 g/L、7.5g/L,水深为45cm、50 cm、55cm、60cm、65cm、70cm,研究了异重流的形成及演变过程,分析了间层流分离点高度、水跃高度、厚度、泥沙浓度分布和排沙量。主要结论如下:(1)在强分层水体中,当入流泥沙浓度分别为1.25g/L、3.75 g/L、7.5g/L时,纵向掺混不明显,清浑水交界面较清晰。跃温层厚度增加,分离点高度增加,异重流厚度增加,45cm时水跃不明显,跃温层厚度再增加时,水跃出现且水跃高度增加。低水位时,50cm排沙能力一般最好,高水位时,跃温层厚度增加,排沙能力增加。(2)在弱分层水体中,当入流泥沙浓度分别为1.25 g/L、3.75 g/L、7.5g/L时,发现间层流随时间的推移出现下潜,穿透跃温层下表面运动,纵向掺混严重,清浑水分界面不清晰。随着跃温层厚度的增加,间层流厚度增加,水跃高度有增加的趋势,排沙能力减小。低水位时,跃温层厚度增加,分离点高度增加,高水位时,跃温层厚度增加,分离点高度减小。(3)对比强、弱分层条件下异重流的参数,可以发现水温分层水平主要影响排沙能力,在弱分层时,纵向掺混严重,推移质泥沙增加,排沙能力明显减小。
【图文】：

转化曲线,浊度,粒径,分层水

图 2.2 粒径 0.05mm 浊度与浓度的转化曲线点是泥沙入流沿斜坡运动，而后与斜坡分离时的判断主要是通过实验录像及实验现场观察，以含时距池底的高度为准。在发生分离时用卷尺确定泥沙入流与斜坡分离后，一般不会直接向水平方的现象。异重流在分层水库中运动会发生水力分]。根据钱宁，余常昭等人[56]的研究结果，内水跃弗劳德数 Fd以及摩阻力有关。对水跃高度的测量发生时间较短。本文中用图 2.3 来描述分层水库度的参数主要是内水跃的高度 h=h2-h1即共轭水 h’2表示共轭水深，h2表示间层流来流厚度，，当为表征内水跃强度的指标。h2具体公式见公式（h’2=h2[(1+8Fd2)1/2-1]/2

分层水,内水,现象,异重流

图 2.3 分层水库中的内水跃现象速度一样时，随着泥沙浓度的增加，使得原始水体和间层流来加，根据公式（2-2），知道密度弗洛德数 Fd减小，再根据公式深 h’2减小，也就是说内水跃的高度减小。厚度：由于水的密度在 4℃时最大，随着温度的升高，水体的度分层的存在，库区水体在垂直方向上存在密度差，这导致进致于扩散严重，而保持着一定的厚度的前行。对异重流厚度的现场实验观察，得到异重流上面表面的高度差作为异重流厚度近库区中间位置的厚度。的时间：实验计时是以泥沙流入口有泥沙开始的，到出口的时的宽度大部分从出口流出为止。到出口的时间反映了异重流的程中的阻力大小。度曲线：根据浓度与浊度的转化曲线，将每个取样断面的浊度
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV145.2

【参考文献】