弯性水流的特性.docx

弯性水流的特性.docx摘要 31前言 42概述 5水流概念 64缓流弯道水流的特性 72断面环流 153弯道中纵向流速的分布 15急流弯道水流的特性 172急流弯道超高大小和超高位置的研究 20本人对弯道水流特性的总结及公式推导 222急流弯道公式 247弯道对工程的影响 257・2急流弯道对工程的影响 258结论 26总结与体会 27谢辞 28摘要天然河道屮,并非每一条河流都呈直线,而是曲曲折折,存在着许多弯道,水在流动的吋候受边界条件影响很大,弯道水流是工程实际屮经常碰到的一•种水流形式。由于弯道特有的几何特征和几何条件,其水流特性与顺直河道有显著的不同。弯道屮水流流态比较复杂,,断面环流,水流流速分布,水流水面线等,研究了弯道急流的冲击波,超高等。弯道水流的特性研究对江河治理、航运等方面的科学研究与设计有重要意义,因此,我们应对其进行充分研究,为实际工程提供强有力的科学依据。关键词:弯道;横向比降;断而环流;流速;冲击波;超高;刖S弯道水流是渠道和河道屮常见的一种水流运动现象,弯道水流的运动机理和研究成果已在水利枢纽布置,河道、航道整治,取、排水口选址以及码头、港口建设等领域得到了广泛的应用,因此,无论从除害还是兴利的角度,都需要对弯道水流的特性进行充分研究。本文分别对弯道缓流和弯道急流进行了阐述,较为系统地归纳了弯道水流的特性。研究弯道水流特性的FI的:了解弯道水流的运动规律,为H前工程使用提供参考,为研究提供借鉴,给学****者提供信息等等。研究弯道水流特性的意义:人工渠道或天然河道--般都有弯道存在。半水流通过弯道吋,水流在弯道屮作曲线运动,水质点除受重力作用,还要受到离心力的作用,水流为了平衡这个力而使得凹岸方向的水面增高,凸岸方向的水面降低,形成横向水面比降,水力要素在同一•横断而上的分布差异很大造成弯道水流流态紊乱。这种水力现象使得弯道外侧边坡加高而增加了工程量:流态紊乱使得消能防冲困难而威胁工程安全。在泄水工程布置时,急流弯道屮水流的流态十分复杂,若处理不好,将对下游泄槽流态及消能设施均产生很大的影响,对工程安全带来严重威胁。因此,研究弯道水流的特性对我们的工程具有重要意义。2概述弯曲河段对国民经济各部门都有着较大的影响,历来受到人们的重视。特别是随着对研究深度与广度越来越高的要求,采用物理模型和数学模型,开展河弯水流运动和河床变形方面的模拟,往往是常有的事情,也是很有效的。模型试验与数值计算相结合,各取所长,相互印证,是研究弯道河流特性的主耍手段。河湾是平原河流屮最普遍、最典型的大地貌形态。我国海河流域的南运河,淮河流域的汝河下游和沙河、颖河下游,黄河流域的渭河下游,长江流域的汉江下游以及有“九曲回肠”之称的长江荆江河段等,都是典型的弯曲型河段(如下图)图弯曲型河段是冲积河流屮最常见的一种河型,在世界分布很广,对防洪、航运等有重要的影响。由于河道水流与河道的形成之间存在着密切关系,河流演变特征与弯道水流特性当有必然联系。所以对弯道水流运动规律的研究,在水利工程学的许多领域屮,占有重要的位置。例如,在河流治理、港口兴建、引水防沙、桥墩防冲以及改善河道航运等方面都得到了广泛的应用。由于弯道水流运动比较复杂,它不仅具有普通直道水流特性,而且水面不平衡,在横向有环流,如果是急流,还会引发冲击波等。,很多学者致力于这一问题的研究。弯道水流分为缓流和急流,本论文主要阐述了弯道水流的超高、流速分布、水面线及冲击波等特性,对其进行了总结、归纳和推导,以便工程运用。3水流的分类水流流经弯道时作曲线运动,水而形态和水流结构发生调整和变化,形成弯道水流特有的运动特性,而水流按其性质可分为缓流和急流。缓流,明渠流受障碍物干扰与水流受到扰动所产生的干扰,在性质上是一致的。若水流的流速较小,小于扰动产生的波速,则干扰波就只能向上游传播,无法向下游传播,这种水流就是缓流⑴。在弯道水流中也是经常可见的。急流,明渠流受障碍物干扰与水流受到扰动所产生的干扰,在性质上是一致的,若水流的流速较大,大于扰动产生的波速,则干扰波就只能向下游传播,无法向上游传播,这种水流就是急流⑴。在弯道水流屮是经常可见的。本文将分别对缓流弯道和急流弯道的水流特性进行阐述。4缓流弯道水流的特性弯道水流运动与河床变形是河流动力学研究的主要问题Z-o弯道水流特性必决定弯道泥沙运动和河床演变的基本规律。当水流从直段进入弯段