基于断面比能和大数据的明渠量水方法及其应用研究

根据明渠恒定渐变流形成条件和水力特性,以断面比能为理论依据,采用迭代法计算明渠流速、流量,构建了基于断面比能和大数据的新型明渠双水位量水方法。通过在冶河灌区实际应用,对采集的水深数据和实测的流量数据进行大数据计算,得出不同上下游水深对应的水力坡度和流量,提出糙率按水深和时段分区取值,并在此基础上绘制明渠恒定渐变流Q～H_s～ΔH关系曲线,分析实际工程中时段、边壁条件对糙率系数的影响,阐述明渠量水段应具备的条件。该方法理论依据充分,糙率取值较合理,流量精度较高,研究结果可为灌区量水技术方法创新和应用提供参考。     

模袋混凝土复合断面渠道糙率系数计算与试验研究

针对目前模袋混凝土复合断面衬砌渠道糙率系数仍然根据经验确定的问题,开展了模袋混凝土护坡、砂砾石护底的复合断面渠道糙率系数的研究.将“Z-method”复合断面分割法与渠道剪应力公式结合起来,从渠道受到剪应力入手,把复合衬砌渠道断面分割成3个独立的部分,并将湿周作为基本参数进行计算,推导出了模袋混凝土复合断面衬砌渠道糙率系数的计算公式.为了验证公式的合理性,在河套灌区什巴分干渠和建设二分干渠2个不同渠段进行了原型观测试验.观测结果表明,在不同水深、流量条件下,模袋混凝土复合断面衬砌渠道的糙率系数为0.024 5~0.026 5.利用试验资料,将推导公式的计算结果与试验观测结果进行比较,最大相对误差为6.87%,表明推导出的复合断面衬砌渠道糙率系数计算公式的计算结果精度较高,能够满足实际工程应用要求.     

明渠渠底糙率突减对紊流流速及紊动强度影响的试验分析

利用激光测速仪,对壁面糙率突减时的明渠紊流进行试验,测量了糙率突减不同水深情况下明渠紊流的纵向时均流速和脉动流速。分析粗糙度突减对明渠紊流的影响,得到壁面糙率减小后明渠紊流的时均流速分布特点以及紊动强度的发展变化。     

输水渠道设计中糙率取值的模型分析

[目的]研究在输水渠道设计中,糙率与影响设计断面各水力要素之间的关系.[方法]主要是通过水工模型试验,测定不同流量下各水力要素值,通过分析比较,总结得出影响渠道输水能力的参数取值及水力要素的相互关系.[结果]①经试验分析得知在输水渠道设计时,某一输水区段内水面曲线和流量的关系并不是线性关系.②同一底坡下,输水渠道时沿流...     

灌区量测水方法与技术研究进展

精准的灌区量测水方法与技术是减少灌区无效弃水，保障灌区用水安全的重要手段。针对灌区明渠量测水方法与技术，系统阐述了水工建筑物量水、特设量水设备量水、流速—面积法量水和水位—流量法量水4种方法的研究进展，归纳分析了4种量测水方法的适用条件及量测精度，阐述了不同场景下明渠量测水方法应用情况。结果表明：配备水位传感器等设备的量水建筑物为数据获取与传输提供了便利；优化建筑物结构特征可提升建筑物适用范围和测量精度，推动了特设量水设备技术发展。流速—面积法因量测精度高常用于校准其他量测水方法，但其操作复杂、耗时长导致测流效率较低，随着超声波等技术日趋成熟，可用以复杂流态流量的测量工作；流速分布规律作为流速—面积法量水的基础，利用流速分布规律可建立点流速与断面平均流速的关系，进而通过点流速获取断面流量。水位—流量法受断面参数影响显著，仅对特定工况可用，因此难以推广。利用机器学习方法处理大量水位与流量关系的历史数据对水位预测流量提供了数据处理手段。最后，探讨了非接触式量测水技术以及模型算法对流量预测的发展前景，结合目前研究基础和实际需求对未来的研究方向进行了讨论，以期为进一步提高量测水精度、降低量测水...     

装配式衬砌隧洞的糙率研究

糙率n是表征水流能量损失的一个重要参数。仿真模型试验能比较科学地求得隧洞糙率。仿真模型壁面要和原型壁面同等光滑,当量粗糙度面与材料、加工工艺有关,与水力要素无关。模型试验求得的沿程阻力系数λ并不等于原型工程的λ,但模型试验求得的△就是原型工程的△。在此基础上通过Mikuradse公式和Manning公式最终可求得原型工程糙率n值。     

四川红层地区渠道加固整治实用技术研究与应用

【目的】在四川红层地区修建的渠道等水工建筑物,因衬砌材料特性、水流冲刷磨损、风化剥蚀、植物根系侵蚀以及长期运行,造成渗漏、阻水等病害现象十分严重,且边坡崩塌等地质病害问题逐年加剧,因此病害治理是灌区节水改造工程的重点。【方法】在研究都江堰灌区节水改造工程渠道整治技术的基础上,提出了采用电焊网为增强材料、铺设锚固后以水泥砂浆覆盖的施工技术作为红层地区渠道加固整治实用技术。【结果】通过运行效果分析,既达到渠道边坡稳定、防渗减糙、满足过流能力等功能保障,又能节约国家投资、少占耕地、节约工期、保护生态。【结论】渠道加固整治实用技术是费省效宏、节能减排的研究技术,在都江堰灌区应用广泛。     

输水渠系着生藻类水力生消动态建模及仿真研究

明渠输水系统由于着生藻类生长等因素,渠道糙率增加、渠道输水能力降低.现有的物理、化学、生物除藻方法因其各自的局限性而无法在灌区管理中广泛应用.水力除藻从水动力学角度出发,通过增大剪切层内水流对边界的剪应力,达到剥离水藻的目的.而研究水力除藻,水藻不能视为固定、静态的边界,因此需要建立藻类的生态系统模型.综合了以流速、温...     

地表糙度与水力糙率间关系的试验研究

地表粗糙度是反映地表起伏变化与侵蚀程度的指标.目前,它与水力糙率之间关系的研究结果还没有统一的结论.在上方来水条件下,从水力学的角度出发,探讨了地表粗糙度与水力糙率之间的关系,地表糙度受土壤的理化性质、降雨或上方来水情况等因素的影响很大,具有随机性;地表糙度对水力糙率的作用是一个动态变化的过程,并不总是呈现一种变化规律...     

河工模型人工加糙的方法研究

目前较多的河工模型试验都面临模型表面糙率较小的问题。本文介绍了在河工模型中提高表面糙率的方法,并对人工加糙糙率的计算方法进行了总结归纳,对满足阻力相似及提高模型的相似度具有重要意义。