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入流泥沙粒径组成对弱分层水体异重流及挟沙特性的影响

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水利水电技术 2017年第6期48卷 112-119页

作者：徐凯孙昕余伟宾西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西西安710055

利用水槽设计水库分层水体模型试验,研究温度弱分层水体中不同入流泥沙粒径组成时异重流及其泥沙运动的特性。选用颗粒粒径0.01 mm、0.02 mm、0.05 mm的泥沙,开展了不同入流泥沙粒径组成条件下的异重流试验研究。在水温弱分层水库水体中... 详细信息

利用水槽设计水库分层水体模型试验,研究温度弱分层水体中不同入流泥沙粒径组成时异重流及其泥沙运动的特性。选用颗粒粒径0.01 mm、0.02 mm、0.05 mm的泥沙,开展了不同入流泥沙粒径组成条件下的异重流试验研究。在水温弱分层水库水体中,分析入流泥沙粒径组成的变化对分离点水深和间层流厚度的影响规律;不同泥沙粒径组成下,分析异重流在水库断面的泥沙浓度、较深的水域挟沙量变化规律;研究了泥沙沉淀量和悬浮量与入流泥沙粒径组成的关系。研究结果表明:在弱分层条件下,维持入流泥沙浓度3.75 g/L、入流速度0.005 m/s不变,异重流在水库中泥沙沉淀比例为29%~38%,泥沙在水库中的悬浮比例为46%~60%;粒径组成变化导致分离点深度和间层流厚度不同,颗粒粒径越大,分离点深度越深,间层流厚度越厚;异重流挟沙能力弱,水库淤积更严重,泥沙也会造成水库水浑浊;入库泥沙粒径越小,水库悬浮的泥沙浓度越大,水库的内源污染越大;当入库泥沙粒径较小时,宜在水库深水区取水,可减少水处理费用。研究成果可为水库取水、调水调沙提供参考。

关键词：弱分层异重流泥沙粒径分离点挟沙量沉沙量悬浮量

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小浪底水库异重流运动特征分析

泥沙研究 2004年第5期29卷 46-50页

作者：侯素珍焦恩泽林秀芝王平黄河水利科学研究院河南郑州450003

小浪底水库蓄水运用后经常出现异重流 ,而 2 0 0 1年高含沙异重流的测验最为全面。本文以 2 0 0 1年资料为基础 ,对小浪底水库异重流形成的水沙特征 ,潜入点的变化及影响因素进行了分析 ,通过流速、含沙量和泥沙组成的变化 ,分析了异重... 详细信息

小浪底水库蓄水运用后经常出现异重流 ,而 2 0 0 1年高含沙异重流的测验最为全面。本文以 2 0 0 1年资料为基础 ,对小浪底水库异重流形成的水沙特征 ,潜入点的变化及影响因素进行了分析 ,通过流速、含沙量和泥沙组成的变化 ,分析了异重流在库区的运动特征 ,初步推导并建立了小浪底库区异重流输沙能力关系式。

关键词：小浪底水库异重流高含沙水沙因子阻力系数

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开闸式异重流前峰行进规律:数值求解

水动力学研究与进展（A辑） 2000年第3期15卷 380-384页

作者：陈国谦李行伟北京大学环境科学中心北京100871 香港大学土木系

本文首次以数值方法求得开闸式异重流前峰行进规律。数值求解基于重正化群(RNG) k-ε湍流应力封闭模式 ,能合理反映异重流的过渡性局部湍流特征 ,结果与实验相符 ,表明开闸式湍动异重流的前峰行进有两个阶段 ,先是坍塌段 ,峰速不变 ,后... 详细信息

本文首次以数值方法求得开闸式异重流前峰行进规律。数值求解基于重正化群(RNG) k-ε湍流应力封闭模式 ,能合理反映异重流的过渡性局部湍流特征 ,结果与实验相符 ,表明开闸式湍动异重流的前峰行进有两个阶段 ,先是坍塌段 ,峰速不变 ,后是自相似段 ,峰速随时间以— 1/3次方规律递减。

关键词：异重流湍流数值求解前峰行进规律

2017年第1号洪水期间小浪底水库异重流分析

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人民黄河 2017年第12期39卷 27-30页

作者：王婷曲少军胡跃斌黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室河南郑州450003 黄河水利委员会河南水文水资源局河南郑州450004

2017年黄河第1号洪水期间,在小浪底水库高水位运用的情况下,通过科学调度,成功地塑造异重流并排沙出库。根据实测资料对小浪底水库进出库水沙条件、水库运用情况、水库异重流演进及运动特点、异重流排沙情况等进行了分析总结。结果表明... 详细信息

2017年黄河第1号洪水期间,在小浪底水库高水位运用的情况下,通过科学调度,成功地塑造异重流并排沙出库。根据实测资料对小浪底水库进出库水沙条件、水库运用情况、水库异重流演进及运动特点、异重流排沙情况等进行了分析总结。结果表明:此次异重流潜入点在距坝46.2 km的HH28断面,测点最大流速为0.49 m/s,最大含沙量为55.1kg/m^3,异重流厚度为0.77 m;从异重流潜入到排沙出库共计历时约为68 h,异重流运行速度约0.19 m/s;随着第1号洪水的演进,HH09、HH04、HH01断面的异重流流速、厚度整体上呈现先增大后减小的趋势;异重流塑造期入库总沙量为5 020万t,最大入库含沙量为477 kg/m^3,出库总沙量为21.65万t,最大出库含沙量为2.70 kg/m^3,水库排沙比为0.43%;此次异重流塑造过程为后期水库溯源冲刷排沙创造了有利条件。

关键词：水沙条件回水长度异重流小浪底水库第1号洪水黄河 2017年

考虑异重流的紫坪铺水库一维水沙数值模拟研究

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人民黄河 2023年第2期45卷 57-61页

作者：由丽华欧阳莉赵阳王强杨飞四川省紫坪铺开发有限责任公司四川成都610091 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 河南省湖库功能恢复与维持工程技术研究中心河南郑州450003

水库异重流是河道挟沙水流潜入水库清水之下形成的一种特殊水沙运动现象,对水库减淤排沙具有重要意义。针对紫坪铺水库近年来沙量剧增、水库淤积严重的问题,耦合水动力学泥沙基本方程与异重流运动方程,构建了紫坪铺水库一维水沙数学模... 详细信息

水库异重流是河道挟沙水流潜入水库清水之下形成的一种特殊水沙运动现象,对水库减淤排沙具有重要意义。针对紫坪铺水库近年来沙量剧增、水库淤积严重的问题,耦合水动力学泥沙基本方程与异重流运动方程,构建了紫坪铺水库一维水沙数学模型并对水库水沙运动过程进行模拟研究。研究结果表明,模型可以对进出库流量、出库含沙量、深泓线以及库区淤积分布进行模拟,且具有较好的精度。该模型可为紫坪铺水库未来不同水沙情景模拟以及预测提供理论依据,为西南地区多沙水库水沙运动过程研究以及排沙调度提供技术支撑。

关键词：水库淤积异重流深泓线排沙调度紫坪铺水库

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温度分层环境下的水库异重流试验研究

人民长江 2011年第13期42卷 51-55页

作者：姚志坚张小峰陆俊卿武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072

为了了解河道入流污染物在温度分层水库中的输移和扩散,采用概化模型试验对温度分层水库中异重流的运动特性进行了研究。通过设计水循环和加热方式成功模拟了水库温度分层环境,观测到异重流在运动过程中从底坡分离而进入水库中层沿水平... 详细信息

为了了解河道入流污染物在温度分层水库中的输移和扩散,采用概化模型试验对温度分层水库中异重流的运动特性进行了研究。通过设计水循环和加热方式成功模拟了水库温度分层环境,观测到异重流在运动过程中从底坡分离而进入水库中层沿水平方向运行的现象——间层流,对比分析了均匀、弱分层以及强分层水体情况下的异重流发展运动过程。对不同工况下的试验数据进行回归分析,得到表征水库分层强度的分层稳定度和浮力频率与异重流分离点水深、间层流厚度的关系。试验结果为大型物理模型研究提供了借鉴,且可以用来指导实际分层水库的运行和调度。

关键词：分层水库异重流间层流试验研究

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利用水平附壁射流破异重流理论探讨

长江科学院院报 1997年第2期14卷 18-21,40页

作者：张政权段文忠武汉水利电力大学

通过边界层方程积分，导出了在盲肠河段设置水平附壁射流时，动量通量沿程变化规律；并在不计阻力情况下，求出了射流段的断面平均流速关系式；通过理论分析，建立了破除异重流时孔口射流流速与水力泥沙因子之间的关系；并将设置水平附... 详细信息

通过边界层方程积分，导出了在盲肠河段设置水平附壁射流时，动量通量沿程变化规律；并在不计阻力情况下，求出了射流段的断面平均流速关系式；通过理论分析，建立了破除异重流时孔口射流流速与水力泥沙因子之间的关系；并将设置水平附壁射流与加客水破异重流的效果进行了比较；

关键词：附壁射流异重流盲肠河段水库泥沙

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水库底坡对异重流运动特性影响分析

中国农村水利水电 2009年第10期 1-4页

作者：吴娟娟张小峰乔伟张强水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉大学武汉430072

在前人所作工作的基础上,运用剖面二维水流泥沙数学模型,分析水库底坡对异重流运动特性的影响。为此拟定8种计算方案,具体的分析底坡对异重流潜入点佛汝德数、潜入点水深、异重流厚度、明流运行时间和异重流到达坝前的时间的影响。结果... 详细信息

在前人所作工作的基础上,运用剖面二维水流泥沙数学模型,分析水库底坡对异重流运动特性的影响。为此拟定8种计算方案,具体的分析底坡对异重流潜入点佛汝德数、潜入点水深、异重流厚度、明流运行时间和异重流到达坝前的时间的影响。结果表明,水库底坡J越大,潜入点佛汝德数FrP越大;水库底坡J越大,潜入点水深越小,异重流厚度越小;水库底坡J越大,明流运行时间越小,异重流传播到达坝前的时间也越小;这些都表明水库底坡越大,异重流就越容易潜入,反之亦然。此外,还对异重流的形成条件进行分析,结果表明,异重流的形成需要一定的流量和含沙量,当进口单宽流量很小但含沙量很大,或是进口单宽流量很大而含沙量很小是都不能形成异重流。

关键词：异重流库底底坡潜入点佛汝德数异重流厚度

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浑水异重流潜入理论模型及影响因素研究

泥沙研究 2012年第1期37卷 58-62页

作者：赵琴李嘉西华大学能源与环境学院四川成都610039 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点试验室四川成都610065

现有关于异重流潜入现象物理机制的研究较少,所建立的理论模型普遍只考虑流量和含沙量,事实上,异重流的潜入受多个水力因素共同作用。本文从异重流潜入过渡区的动量方程和能量方程出发,建立理论模型,并结合水槽试验予以模型参数的率定... 详细信息

现有关于异重流潜入现象物理机制的研究较少,所建立的理论模型普遍只考虑流量和含沙量,事实上,异重流的潜入受多个水力因素共同作用。本文从异重流潜入过渡区的动量方程和能量方程出发,建立理论模型,并结合水槽试验予以模型参数的率定及模型的验证。该理论模型包含流量、含沙量、坡度、阻力系数、断面宽深比等多个水力因素,经分析发现:含沙量增大、流量减小、坡度增大、阻力系数增大、宽深比增大,更易形成异重流。随着含沙量减小,坡度的影响更明显,而阻力系数和宽深比的影响会减弱。

关键词：异重流潜入点理论模型水力因素