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山区阶梯河道中洪水波运动特性研究

四川大学学报（工程科学版） 2011年第1期43卷 31-36页

作者：杨阳曹叔尤杨奉广四川大学水力学及山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

为了研究阶梯河道中的山区洪水波运动特性,在阶梯坡面上分别进行了无加糙和用粘贴不同粒径的均匀沙定床加糙的2组系列试验。试验结果表明:阶梯坡面末端无量纲波前速度趋近于常数,其大小不仅随相对阶梯高度h*增加而减小,亦随相对粗糙高... 详细信息

为了研究阶梯河道中的山区洪水波运动特性,在阶梯坡面上分别进行了无加糙和用粘贴不同粒径的均匀沙定床加糙的2组系列试验。试验结果表明:阶梯坡面末端无量纲波前速度趋近于常数,其大小不仅随相对阶梯高度h*增加而减小,亦随相对粗糙高度ks增加而减小。此外,床面粗糙程度较小时h*的增大会导致山洪行进时间增加及水流能量消耗的增大;床面大粗糙度不仅对山洪行进具有阻碍作用,而且能很大程度上消耗水流能量。研究结果对山区河道中山洪防治提供了参考。

关键词：阶梯河道山洪行进非恒定流消能无量纲

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山区卵砾石河道水流阻力计算

水科学进展 2020年第3期31卷 404-412页

作者：罗铭黄尔王协康杨奉广四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

卵砾石河道广泛存在于山区河流中,在卵砾石河床近底层的水流流速低于上方流速,速度剖面出现拐点,类似于自由剪切流动,传统的指数型和对数型水流阻力公式计算误差偏大。将自由剪切流理论类比到山区卵砾石河道,并考虑山区河流特殊流态、... 详细信息

卵砾石河道广泛存在于山区河流中,在卵砾石河床近底层的水流流速低于上方流速,速度剖面出现拐点,类似于自由剪切流动,传统的指数型和对数型水流阻力公式计算误差偏大。将自由剪切流理论类比到山区卵砾石河道,并考虑山区河流特殊流态、流场和剪切力的影响,引入雷诺数(Re)、弗劳德数(Fr)和摩阻流速利用水槽数据进一步修正了该类水流阻力公式。筛选位于意大利南部的亚平宁山脉140条山区河流野外数据对新公式进行验证,并检验对比了已发表的多个山区河流阻力公式。结果表明:修正后的水流阻力公式Nash-Sutcliffe效率指数最接近1、均方根误差最小、相对误差最小。自由剪切流动的类比是从湍流结构角度推导河道水流阻力,能更好地阐释特殊水流结构,进而提高计算精度。

关键词：山区河流卵砾石河道阻力系数自由剪切流亚平宁山脉

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光滑宽浅明渠流动垂线流速分布公式研究

水力发电学报 2013年第5期32卷 147-152页

作者：梁越曹叔尤杨奉广杨克君四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

对于宽浅光滑明渠流而言,目前工程上常用的是对数流速分布公式,但是对数公式在y+=u*y/ν=0处无意义,这一点在理论上是不合理的。本文从N-S方程入手推导出内区外区的流速导数公式,在此基础上给出了适用于整个水深范围内的流速导数公式,... 详细信息

对于宽浅光滑明渠流而言,目前工程上常用的是对数流速分布公式,但是对数公式在y+=u*y/ν=0处无意义,这一点在理论上是不合理的。本文从N-S方程入手推导出内区外区的流速导数公式,在此基础上给出了适用于整个水深范围内的流速导数公式,对其求积分得出了宽浅明渠流速分布统一公式并通过试验数据求出了公式中的未知参数。作者公式u+不仅是无因次水深y+的函数,而且也是y/h的函数,这一点与对数补偿公式相似。利用647组试验数据,将作者公式与现存的三家流速分布统一公式对比,发现作者模型计算精度最高。另外,对作者公式求导发现,当在y+=h+处,du+/dy+=0,满足极值定理,说明作者公式的结构比其它公式更合理。

关键词：水力学光滑宽浅明渠流速分布对数公式极值定理

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山区松散排列泥沙床面河流阻力特性研究

四川大学学报（工程科学版） 2016年第5期48卷 16-20页

作者：杨奉广毋敏刘兴年四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065

河道阻力决定了河流流速与挟带泥沙的能力。然而与普通河流不同,山区河流的河道阻力比较复杂,床面泥沙排列密度对于河道阻力影响明显。试验资料表明,在低泥沙排列密度时,河道阻力随着排列密度的增大而增大,当达到最大值后,随着排列密度... 详细信息

河道阻力决定了河流流速与挟带泥沙的能力。然而与普通河流不同,山区河流的河道阻力比较复杂,床面泥沙排列密度对于河道阻力影响明显。试验资料表明,在低泥沙排列密度时,河道阻力随着排列密度的增大而增大,当达到最大值后,随着排列密度的增大呈现减小的趋势。利用程年生植被糙率尺度的概念,建立了适用于含有松散排列泥沙床面情形的糙率尺度。通过试验数据,确定了糙率尺度表达式中的待定参数,在f-r/kv图上,建立的泥沙颗粒糙率尺度可以使所有的数据点归结到一条曲线上。最后,建立了适用于松散排列泥沙床面河道的达西阻力系数表达式。对于天然河流,本文建立的达西阻力表达式仍然具有较高的计算精度。

关键词：山区河流达西阻力系数松散排列泥沙糙率尺度

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基于休止角模型的非均匀沙分级起动流速公式

四川大学学报（工程科学版） 2013年第5期45卷 19-23页

作者：张斌刘兴年杨奉广四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

利用临界状态下的泥沙颗粒受力与休止角的关系建立了非均匀沙的临界平衡方程式,并且以此为基础在假设底部瞬时流速符合正态分布以及对数正态分布的条件下求出了2个起动概率模型。在这2个起动概率模型基础之上推导出了2个非均匀沙的起动... 详细信息

利用临界状态下的泥沙颗粒受力与休止角的关系建立了非均匀沙的临界平衡方程式,并且以此为基础在假设底部瞬时流速符合正态分布以及对数正态分布的条件下求出了2个起动概率模型。在这2个起动概率模型基础之上推导出了2个非均匀沙的起动流速模型,并且利用现有的实验数据以及野外数据对模型进行了检验。分析表明基于对数正态分布底部流速得到的非均匀沙分级起动流速模型具有比较高的精度。

关键词：起动流速休止角非均匀沙对数正态分布正态分布

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山区阶梯式河道水流阻力研究

水科学进展 2019年第5期30卷 719-726页

作者：罗铭张焕丁锐黄尔杨奉广四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

山区阶梯式河道是自然界来水来沙和山区大比降河床相互作用所形成的,其水力特性、河道阻力较为复杂。为了深入研究其阻力机理,从河床结构阻水的角度提出阶梯式结构糙率尺度的概念,得到了适用于阶梯式河道跌落水流的形体阻力系数表达式,... 详细信息

山区阶梯式河道是自然界来水来沙和山区大比降河床相互作用所形成的,其水力特性、河道阻力较为复杂。为了深入研究其阻力机理,从河床结构阻水的角度提出阶梯式结构糙率尺度的概念,得到了适用于阶梯式河道跌落水流的形体阻力系数表达式,并由不同来源的阻力分量构成了新的山区阶梯式河道水流总阻力系数公式。新公式结果表明,通过不同类型河段的野外试验数据,表面泥沙、阶梯形状以及漂石产生的阻力系数分量之和与试验测量总阻力系数数据的误差较小。随着雷诺数和阶梯单元尺寸的增加,河床表面的泥沙肤面阻力系数基本不变,阶梯式结构形成的跌落水流过渡到滑行水流,阶梯形体阻力系数逐渐变小,而较大粒径松散漂石产生的水流阻力系数只随着雷诺数的增大而减小。

关键词：山区河流阶梯式河道粗糙尺度达西阻力系数山洪

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乌鲁木齐河区域地下水监测网优化

乌鲁木齐河区域地下水监测网优化

作者：杨奉广新疆大学

学位级别：硕士

随着全球工业化进程的加快,水资源已成为社会经济持续发展的重要制约因素。缺水与人口、环境、能源问题一样,已成为许多国家和地区面临的四大危机之一。如何科学合理地利用水资源,保护自然环境,已收到当今世界地普遍关注。地下水是一种... 详细信息

随着全球工业化进程的加快,水资源已成为社会经济持续发展的重要制约因素。缺水与人口、环境、能源问题一样,已成为许多国家和地区面临的四大危机之一。如何科学合理地利用水资源,保护自然环境,已收到当今世界地普遍关注。地下水是一种重要的自然资源,能够为城乡提供经济安全的供应,同其它的水生态系统一样对于人类起着关键性的作用。随着城市化和工农业的发展,地下水资源正面临着过度开采的威胁。研究区可分为柴窝堡盆地、乌鲁木齐河谷、北部平原三个部分,以乌鲁木齐河水系为主题。乌鲁木齐河源于南部中天山喀拉乌成山(亦称南山)分水岭附近的一号冰川,途径乌鲁木齐市向北注入东道海子,全长200公里。自治区的经济文化中心乌鲁木齐座落在河谷区,其本身在水资源上就表现先天不足,一是位于缺水的干旱区,二是不象其它大城市座落在水量较为丰富的大河岸边,而是座落在小型的内陆河旁,这在世界干旱区也属罕见。因此做好地下水监测工作是十分必要的。本论文的目的是在现有监测数据的基础上设计一种有效的监测网络,为地下水资源的可持续发展以及提高环境保护提供数据支持。这种监测网络的实现要借助于地理信息系统,利用克里格方法,在已有监测数据中插入未知数据,同时利用克里格标准偏差作为衡量监测网络的标准。通过克里格方法分析,我们可以确定最优的监测密度。通过对地下水水位时间序列分析,我们可以判定1次/月的监测频率是合适的。它能充分估计到监测区域的趋势、周期波动以及均值。总之,为了分析地下水水位随时间的变化在监测区域应该进行持续的长时间的地下水水位监测。虽然在监测区域提高监测预算是很困难的,但是我们仍然要争取,因为只有这样才能提高我们监测网络的精度。

关键词：地下水监测网络克里格方法时间序列趋势周期波动

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对Vanoni希尔兹曲线辅助线方法的研究

四川大学学报（工程科学版） 2017年第S2期49卷 62-66页

作者：马志伟杨奉广刘兴年王协康尹俊凯四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065

泥沙起动是泥沙运动理论基本问题之一,也是研究泥沙输移及局部冲刷时必需解决的问题。泥沙起动问题研究对于水利工程建设具有重要现实意义。在起动切应力的研究中,希尔兹曲线得到学者的广泛使用。但由于希尔兹曲线纵横坐标中皆含有待求... 详细信息

泥沙起动是泥沙运动理论基本问题之一,也是研究泥沙输移及局部冲刷时必需解决的问题。泥沙起动问题研究对于水利工程建设具有重要现实意义。在起动切应力的研究中,希尔兹曲线得到学者的广泛使用。但由于希尔兹曲线纵横坐标中皆含有待求变量,工程上使用起来很不方便。为了工程应用方便,Vanoni以X=d/v(0.1(ρ_s/ρ-1)gd)～(1/2)为参数,在希尔兹曲线上添加了一系列的辅助线,但对辅助线的来源并未做系统的阐述。本文从希尔兹曲线表达式出发,对辅助线做出一些解释。通过对Vanoni辅助线系统的研究,发现辅助线参数X其实就是无因次粒径d*的函数。为了构造辅助线,还需要构造θ-X过渡线,这个过渡线,其实就是θ-d*曲线的变异。拟合了辅助线方程,数学上证明了其斜率为2。同时发现辅助线直线方程的另一系数就是辅助线与直线Re*=1的交点处的lgθ值。进一步完善了Vanoni辅助线,将其扩展到了0.01≤Re_*≤1 000的区域内。在Re_*<1区域内,辅助线转到了θ=0.1轴线的上方,不过其斜率与形状并没有发生改变。通过进行数学模型概化,解释了辅助线的构造机理,并将辅助线构造区域进行了进一步的扩展。

关键词：希尔兹曲线对数坐标辅助线泥沙起动

山区河流漂石阶梯阵列对水流结构影响的试验研究

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工程科学与技术 2018年第1期50卷 36-42页

作者：叶晨张晨玲张绍培杨奉广王协康四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065

漂石阶梯阵列是山区流域暴雨山洪过程常见河床形式,能显著影响水流结构,增大水流阻力和河床抗冲力,同时也制约着漂石河床演变过程。基于野外典型漂石河段调查,通过水槽试验,探讨了山区河流漂石阶梯阵列河床的水动力特征。试验结果表明:... 详细信息

漂石阶梯阵列是山区流域暴雨山洪过程常见河床形式,能显著影响水流结构,增大水流阻力和河床抗冲力,同时也制约着漂石河床演变过程。基于野外典型漂石河段调查,通过水槽试验,探讨了山区河流漂石阶梯阵列河床的水动力特征。试验结果表明:不同的漂石阶梯行距对于水流流速及其紊动强度影响明显,三向紊动强度大体沿水深方向呈现先增大后减小趋势,横向与垂向的紊动强度峰值点位置都位于0

关键词：山区河流漂石阶梯阵列流速分布紊动强度