斜向断面入流条件下明渠水流特性试验研究

发布时间：2020-12-17 01:03

　　斜向断面入流是指当上下游河(渠)底存在一定的高差,用陡坡连接时,如果陡坡的横断面与水流方向不垂直而有小于90度的夹角,从而形成带有一定角度的入流断面。例如工程实践中,河道上建设的斜交桥(桥的抽线(沿路的方向)与河道水流的夹角小于90°)后明渠建设斜向消力池,或者斜交桥上有一定高差而采用顺桥梁轴线方向通过陡坡连接时,就出现了斜向断面入流断面。为了研究斜向断面入流断面条件下明渠的水流特性,本论文进行了4个斜向断面入流断面角度(50°、60°、70°、90°)、3种渠道底坡(0.001、0.005、0.01)模型、每个模型5个过水流量(80m~3/h、100m~3/h、120m~3/h、150m~3/h、180m~3/h)共30个方案的水力学模型试验。利用试验结果,采用理论分析与统计分析相结合的方法,对斜向断面入流陡坡后的明渠水深、流速、动水压强分布特性进行了研究,主要研究成果包括:(1)明渠水深特性在水深特性分析中,首先绘制了水深的等值线图与空间分布图,据此得到了陡坡后明渠水深分布情况,呈现出任意斜角下,同一横断面处左岸水深远小于右岸水深,水深分布极不均匀,但随其流程的增加,同一横断面的左... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

正向断面入流图

1前言1.1研究背景自然界中存在着大量的明渠水流，例如自然形成的河（沟）道，人工修建的用于灌溉（或其他用途）的渠道、用于排水的排水沟，以及航运的运河等。桥梁、水闸等跨域这些工程时，其河（渠）底需要采取工程措施进行上下游连接，例如斜坡、消力池等。在河道工程中，经常遇到跨河交通桥（闸）与河道中心线不垂直（即斜交桥）的情况，当交通桥（闸）段上下游河底有一定高差，河道连接时一般采用陡坡连接上下游，上下游连接按照常规的做法（如图1），入流断面AA与河道水流垂直，本文称为为正向断面入流。而如果按照图2所示的连接方法，断面BB与交通桥轴线平行，与河道水流呈小于900的夹角α，本文称该情况为斜向断面入流。通过采用斜向断面形式连接上下游河道与采用正向断面形式连接相比，一方面河底断面BB与交通桥平行而使整个工程较为协调，另一方面可节省CAA（图1）部分的河道底部衬砌工程量。在工程实践中斜向断面入流已有应用，例如青岛市大任河生态治理工程中，大任河拦河闸的交通桥与河道中心线呈60°角，通过水工模型试验在闸后采用斜向消力池方案，即消力池进出口断面与河道中心线呈60°角，其消力池上游的进口断面即为斜角60°的斜向断面。因此，本研究提出了斜向断面入流条件，并对其陡坡后的明渠水流特性开展研究，以揭示这种水流条件下的水流现象，探讨其水流规律，为工程实践提供依据。图1正向断面入流图图2斜向断面入流图Figure1ForwardsectioninflowdiagramFig.2Flowinobliquesection斜向断面入流改变了传统交通桥下游河道的正向入流条件，工程设计与运行中需要掌握斜向断面入流条件下，其入流断面后的明渠水流特性，主要包括两个方面：一是入流断面斜坡后的明渠水流的水深、流速及动水压强横断面及沿程分布情况，二是斜向?

斜向断面入流条件下明渠水流特性试验研究12图3技术路线图Figure3.TechnicalRoadmap1.5研究创新（1）揭示了斜向断面入流条件下陡坡后明渠的水深、流速分布、时均与脉动压力分布特征及规律。（2）明确了斜向断面入流条件下陡坡后明渠菱形波传播状态（扰动线）；建立了斜向断面入流条件下明渠的水流回稳长度的计算模型。


本文编号：2921118