外凸型阶梯陡槽段水力特性试验研究

溢洪道陡槽段设置不连续的外凸型阶梯之后,可明显降低陡槽段流速,增大泄流的消能率,简化其下游消能设施。在水力模型试验的基础上,对陡坡段坡度1∶1和1∶1.5的外凸型阶梯陡槽段泄流流态进行观察和测试,对这两种坡度的外凸型阶梯陡槽段应用条件进行分析,提出了坡度为1∶1.5的外凸型阶梯陡槽段泄流水面掺气断面位置和水深的计算方法。应用本文成果和结合前期的研究成果,可将外凸型阶梯陡槽段泄流水面掺气断面位置和水深计算的坡度范围由1∶2~1∶6扩展为1∶1.5~1∶6,并可进一步计算出相应坡度水面掺气断面下游掺气水流区段的沿程水深和消能率。     

土石坝坝体溢洪道泄槽水面线若干

通过试验研究对土石坝坝体溢洪道采用曲线型堰的泄槽水面线起算水深进行了观测，发现圆弧曲线堰及翼型堰的起算水深均小于0.7倍临界水深hk。 利用已有的试验资料分析了泄槽设置掺气挑坎后对水面线产生的扰动影响。分析结果表明,由于掺气挑坎对水流的扰动和挑流作用 ，使得泄槽内的水深增大；掺气挑坎对水面线的影响程度与流速、掺气挑坎的体型等因素有关；当泄槽内设置多道掺气槽时，上一级掺气挑坎的体型对下一级掺气挑坎处的水深也有一定的影响。     

巴歇尔量水槽水力特性试验研究

巴歇尔量水槽是一种通过明渠收缩段来量水的量水槽.试验在底宽0.3 m、深0.5 m、边坡系数为1的梯形渠道中设计了喉道宽0.25m的标准巴歇尔量水槽进行.试验完成了14组不同流量下的水位、水面线和量水槽上下游16个断面的流速量测.拟合出自由流和淹没流条件下水深-流量公式及上游水深与巴歇尔槽水头损失关系,对不同流量下佛汝德数沿渠身各控制断面的变化情况做了分析,从而可确定出临界水深断面位置,最后对大、中、小三个流量下的冲沙情况做了介绍.     

悬链线形断面正常水深与临界水深的直接计算

近年来,悬链线形断面渠道得到越来越广泛的应用。悬链线形断面的临界水深和正常水深的计算需求解超越方程,无解析解。首先,结合悬链线形断面的几何特征、水力要素、均匀流与临界流的基本方程,引入合适的无量纲参数,导出悬链线形断面的均匀流和临界流方程;经数学变换后得到悬链线形断面正常水深和临界水深的牛顿迭代式,并利用优化拟合原理求出二者的初值计算公式,一次迭代后得到正常水深和临界水深的直接计算公式。最后对公式进行误差分析及比较,表明在工程适用范围内,正常水深和临界水深直接计算公式的最大相对误差绝对值分别为5.33×10^-5%和5.05×10^-5%,二次迭代后精度可分别提升10^8和10^6倍。     

溢洪道泄槽弯道段导流墙动水压力试验分析

导流墙是改善溢洪道泄槽弯道段水流条件的工程措施之一。通过实际工程水工模型试验,对溢洪道泄槽弯道段导流墙两侧动水压力进行了试验与分析。结果表明,在弯道开始及结束断面,导流墙均出现负压力。而在弯道中间断面,导流墙不出现负压;导流墙负压的出现与导流墙两侧的水深有关,一般情况下,水深小于导流墙高度时,导流墙有可能出现负压;在弯道开始段断面,导流墙最大负压力出现在导流墙底部,而在弯道结束断面,导流墙右侧最大负压出现在导流墙约1/2高度处。     

明渠水流梯形断面临界水深的推求及计算

在明渠水流的流态判别中,临界水深是一个很重要的水深,它表示了断面水流所处的状态和特征.梯形断面临界水深的计算,一般借助于图表或者试算和图解,求解显得很繁杂.梯形断面临界水深的求解能否用公式表达,并用计算器方便地计算?笔者通过研究,导出了临界水深e~(-x)函数形式的表达公式,并进行了大量的计算和验证,证明利用一般的函数计算器计算,都能达到计算速度快,成果准确等优点.     

基于改进粒子群算法求解马蹄形断面正常水深

为了解决马蹄形断面正常水深无显函数计算方法的现状,通过对明渠恒定均匀流方程进行数学变挟,得到了标准Ⅰ,Ⅱ型马蹄形过水断面正常水深求解的分段非线性约束优化问题．将粒子群算法中的权重函数随着迭代次数和不同粒子与最优粒子之间的距离大小进行调整,用以加速算法的收敛速度和提高粒子的搜索能力,并将调整惯性权重模型的粒子群优化算法运用到马蹄形断面正常水深的求解中．通过实例计算及误差分析表明：分段优化模型在水深特征点连续,且该法能100％收敛到全局最优解,故该方法求解马蹄形断面正常水深适用性强、计算精度高、算法实现简单,为马蹄形过水断面水力计算提供了一条新途径．     

沟灌简易量水槽水力性能探究

提出了一种针对小流量的、制作安装简易的量水设备--便携式三角形喉道量水槽.该量水槽的原型过流试验在9种流量(0.90,1.44,1.88,2.36,2.84,3.36,3.92,4.57,4.90 L/s)的自由出流和淹没出流工况下进行,设置于断面形式与田间灌水沟相近的U型渠道内,通过测量量水槽内13个控制断面水位,对水面线、傅汝德数、临界淹没度、测流精度等水力性能进行试验分析.三角形喉道量水槽的过槽流量与上游水深具有良好的乘幂关系,复相关系数达到0.999 5;拟合得出自由出流和淹没出流状态下的水深流量公式,计算流量与实际流量比较,平均误差和最大误差均在5%以内.分析了不同流量工况下傅汝德数变化规律,进而确定了临界水深断面产生的具体位置在喉道段后半段,距离量水槽进口为334~355 mm;该三角形喉道量水槽的临界淹没度稳定,范围为0.80~0.86;单个量水槽的流量适用范围为0.90~5.00 L/s.     

灌溉渠道的最优断面

灌溉渠道的最优断面均匀流灌溉渠道的设计可以通过尽量缩小过流面积和湿周来优化费用。许多文献述及最优边坡有唯一值。例如，三角形断面的最优边坡ｍ＊＝１（见附图ａ）；梯形断面的ｍ＊＝３－０．５（见附图ｃ）。然而，最优断面的线性尺寸与最优正常水深ｙ＊ｎ有关。例...     

平原水库泄水涵洞水力设计的问题探讨

针对平原水库泄水涵洞断面较小，出口单宽流量大，消能问题突出，以有泄流能力计算不能沿用具有压短管进口的无压隧洞的计算公式等一系列特性，结合蘑菇湖水库泄水涵洞水力学模型试验，对平原水库泄水涵洞的泄流能力和出口消能等问题进行了研究，并就存在的问题提出了应采取的措施。     

棉田暗管控制排水水位管理制度的试验研究

为研究一种适宜棉田的暗管控制排水水位管理制度,开展了测坑控制排水试验,观测分析不同排水水位下土壤含水率、地下水位、排水量、棉花生长状况、棉花产量等。结果表明,暗管控制排水能有效抬升地下水位,减少排水量,提高土壤墒情和提高雨水资源利用率;蕾铃期棉花的控制排水位在50～60cm时最适宜。     

安徽淮北地区农田水资源调控模式研究

淮北地区存在水旱灾害频繁、水资源供需矛盾突出及其开发利用不合理等方面的问题。根据该地区自然条件、降水、土壤、水文地质、水资源条件、农业生产特征和社会经济条件等差异,全区划分为北部、中部和南部3个研究分区,提出北部“以蓄为主、以蓄促补”,中部“蓄泄兼筹、补排相顾、以蓄为主、适度排泄”,南部“以排为主,蓄、引、提相结合,洪、涝、渍、旱综合治理”的分区农田水资源调控模式。这对该区农田水利的发展具有重要的参考价值。     

控制平原湖区棉田暗管排水水位对氮素流失影响分析

选取控制水位为地下0、30、50、80、100 cm的5块棉花地,测定分析生育期内土壤和排水中氮素含量,探讨不同的地下水控制水位对土壤氮储量和径流中氮素排放量的影响。结果表明,5块棉花地雨后地下水水位与控制水位显著线性相关,单位面积土壤中氨态氮储量随控制水位的降低而减少,暗管径流中氨态氮排放量与暗管排水量有明显的线性正相关关系,硝态氮的排放量有随控制水位降低而增加的趋势。     

全渠道控制系统在中卫南山台子扬水灌区的应用

针对中卫南山台子扬水灌区缺乏调水控水和测量水设施,水资源利用率和灌溉保证率低等问题,应用测控一体化闸门和全渠道控制系统(Total Channel Control,TCC)作为其推广现代化灌溉系统的硬件及软件基础.TCC 3次试运行结果表明,系统控制的测控一体化闸门可以在短时间内响应南山台子扬水干渠渠系流量动态变化,自...     

典型断面渠道正常水深计算

明渠正常水深的计算是排灌渠道设计中的一项重要工作.通过对典型渠道断面引入包含渠道糙率、底坡、断面几何要素和流量的一组量纲为一的参数,将目前文献中正常水深的显式计算公式进行量纲为一化的统一表达,使其更具有通用性并且方便进行相对误差评价;指出每种典型渠道断面量纲为一的参数在实际工程中的常用取值范围,在此范围内对各量纲为一的显式计算公式进行相对误差评价,作出相对误差全局分布图,比较各显式公式的最大相对误差和全局相对误差,并比较公式的简捷性,据此优选出梯形、圆形、弧底梯形、普通城门洞形、马蹄形等5种断面正常水深简捷、精度高、适用范围广的显式计算公式;应用最优一致逼近原理,提出标准城门洞形断面正常水深分段表示的显式计算公式.相对误差分析表明：推荐出的6种典型渠道断面正常水深的显式计算公式的最大相对误差均小于1%,可为典型断面排灌渠道的设计及水力计算提供有效的计算方法.     

基于水动力耦合模型的平原地区排涝规划

针对滨海平原感潮河网地区水系流态复杂、受边界条件和工程调度影响显著的特点,遵循充分发掘水系调蓄能力、多闸联调和水闸优先抢排的原则,对感潮河网和湖泊分别构建一维和二维水动力数学模型,利用2种模型模拟水位、流量相等的条件,对一维和二维水动力数学模型进行耦合.以辽东湾新区水系排涝规划为例,对4种设计方案进行了分析对比,得出了河道断面和排涝闸门规模.结果表明：方案一和方案二中,河道断面尺寸不变时,排涝闸门规模偏小,造成上游水位偏高;方案三和方案四中,排涝闸门规模不变时,扩大河道断面尺寸对域内水位影响不大.从排涝能力和经济等角度综合考虑,选取方案四为最优方案.计算结果较好地反映了滨海平原感潮河网地区河道断面尺寸和排涝闸门规模对排涝能力的影响,可为区域工程设计和制定排涝方案提供技术保障.     

松花江佳木斯以下干流段地表水与地下水相互转化关系研究

松花江下游干流段地区内地表水与地下水转化频繁,关系复杂。因此开展松花江下游干流段地表水与地下水转化关系的研究对于建立松花江下游干流段内的水循环模式和指导区内水资源的可持续开发利用有重要的实际价值。利用地表水水量平衡法和地下水水量均衡法,在充分分析松花江下游干流段地区的地质、水文地质条件的基础上,通过对地表水的蒸发量、开采量、补给量和排泄量以及地下水的补给量和排泄量的计算,研究了地表水与地下水的转化关系。     

梯形渠道跌水口量水的试验研究

跌水是一种较为常见的渠系建筑物,当水流经过跌水口时必然产生缓流向急流的过渡。在梯形渠道上通过2种不同的连接渐变段(扭面与隔墙)以及不同的堰厚和缺口宽度组合,进行了系统的跌水口量水试验,应用量纲分析法建立了2种连接渐变段在不同堰厚下的流量公式,得出流量计算的平均相对误差最大值为3.002%。     

迷宫堰流量系数的探讨

迷宫堰与直线堰相比，在相同堰上水头条件下，可大幅度提高过流能力。从因次分析的角度阐述了迷宫堰流量系数的影响因素，并在分析讨论了前人的几种迷宫堰流量系数计算方法的基础上，拟合出迷宫堰流量系数计算公式，可为实际工程应用中提供方便。     

U形渠道的水力特性及水力计算

U形渠道断面水力和结构性能优越,是渠道输水工程中较常采用的断面形式之一,水力计算中的正常水深、临界水深求解无显函数形式的表达公式。提出了U形渠道水力最佳断面的设计方法,并给出了确定U形渠道水力最佳断面底弧半径的计算公式。导出了U形渠道正常水深、临界水深水力计算的迭代公式,并给出了判别水深范围的界限流量计算公式。