丁壩對彎道水流流態(tài)影響的試驗研究.pdf

1、彎道水流是渠道和河道中常見的一種水流運動現(xiàn)象。彎道水流的動力特性主要集中在水面橫比降、橫向環(huán)流、流速重分布等方面。水流流經(jīng)彎道作曲線運動，水面形態(tài)和水流結構發(fā)生調(diào)整和變化。彎道水流特性決定彎道泥沙運動和河床演變的基本規(guī)律，對河床演變、河道整治、河岸防護等都有重要的影響。彎道水流特有的螺旋流會引發(fā)一系列的工程問題和環(huán)境問題，因此需在彎道險段布置護岸工程。目前，國內(nèi)外的護岸建筑物主要有丁壩、導流板、導流屏、導流坎、導流柵等。其中丁壩是一種傳

2、統(tǒng)的護岸方式，國內(nèi)外應用的比較廣泛，本文研究的就是丁壩對彎道水流水力特性的影響。 丁壩是河道及航道整治工程中一種常用的重要建筑物，具有控制河勢、保護岸灘、束水攻沙及壅高水位等多種功能。丁壩修建后，水流受到壓縮，壩下斷面突然放大，水流因分離形成了狹長的回流區(qū)。特別是對護岸工程和泥沙的淤積而言，壩后回流區(qū)的充分利用關系到工程效果與造價。在河道整治以及水陸交通建設，河灘、海涂圍墾等工程不可避免的遇到丁壩對水流作用及其對河道與海灘演變的

3、影響問題，因此，對于丁壩水流的研究具有普遍的實踐意義。 丁壩水流運動所涉及的物理量往往很多，邊界條件復雜多變，大多數(shù)的研究都是在現(xiàn)有理論的指導下，以實測資料為基礎，建立物理或數(shù)值模型，進行模型試驗，但由于測量技術的限制，對整治建筑物周圍水流流態(tài)的研究還沒有趨于完整的理論，尤其是丁壩周圍流場的三維信息?；诖?，本文以水槽模型試驗為基礎，針對彎道水流特性，采用先進的三維聲學多普勒流速儀ADV(AcousticDopplerVeloc

4、imeter)對彎道及丁壩附近的水流流速進行系統(tǒng)的測量，獲取了有關彎道和丁壩水流的三維信息，從多方面研究丁壩對彎道水流流態(tài)的影響，此外，丁壩水流也是一種典型的水力問題，工程中許多其它的水流現(xiàn)象與丁壩水流具有不同程度的相似性，有關丁壩水流流態(tài)的具體分析可為河道整治及相關研究提供理論依據(jù)。 本試驗采用平底有機玻璃水槽進行概化模型試驗。主要分析了彎道及丁壩周圍水流的三維水力特性，丁壩對彎道自由水面形態(tài)、縱向流速分布、縱向紊動強度分布的