泥沙知识讲座 (二)水流和泥沙性质

输送泥沙的水流,有的汹涌澎湃,有的缓慢流动;有时不长不消,有时急涨猛退。性质各有不同,输沙能力也有差异。水位、流量、流速及其分布都不随时间而变的水流称为恒定流(稳定流),否则就是非恒定流(不稳定流)。自然河流中,恒定流是很少见的;或者流量在变,或者河床在变,或者流势在变。在流量不变时,水深、平均流速、流速分布均沿程不变的水流称为均匀流。在自然河流中,一般都是非均匀流。设水文测站的河段,要求尽量顺直整齐,没有扩大,收缩,拐弯、局部凹凸等,使水流尽量接近于均匀流。急滩、闸下、堰顶的水流多属急流,河道水流则     

最小流量的預报方法

预报最小流量对于水利灌溉和水电站的管理运用具有十分重要的意义。特別是一个沒有水庫調节的水电站,如能尽早的預知最小流量及其持續时間便可以预知其最小出力,从而妥善的安排其运营計划。最小流量一般出現在没有地面徑流,河流依靠地下水补給的时候。在枯水季节由于讯后河川流量的递减趋势、降水量少,地面徑流几近蚔?每月的最小流量多发生在下旬。許多流域面积較小季节性的河     

在流量与水位間的关系不穩定的情况下繪制流量曲线及計算徑流的一些問題

水位与流量间缺乏穩定及單一的关系,往往会造成为計算水量而整編水文資料时的相当大的困难。破坏水位与流量关系的原因,可能是河道变形、变动回水,河道水草叢生、冰的現象等等。所列举的現象,不僅当它們在測站断面上發生时影响水位与流量間的关系,而且当它們發生于測站断面以上或以下的某一河段,有时距离十分大的范圍內也还影响水位～流量关系。     

坡面薄层流水动力学特性的实验研究

采用变坡实验水槽研究了坡面薄层水流水动力学特性——流态、流速、水深及阻力系数随流量和坡度的变化规律,实验坡度5°～25°、单宽流量为0.625×10-3～12.5×10-3m3/(s·m).研究结果表明,坡面薄层水流流态与水深密切相关,坡面流的流态基本上呈过渡流和紊流;薄层水流平均流速、水深和Darcy-Weisbach阻力系数主要受流量控制,坡度的影响并不显著,其关系均可用流量和坡度的幂函数形式模拟,相关系数(R2)分别为0.98、0.97和0.95,去掉坡度后相关系数分别下降7%、16%和3%.随着雷诺数的增大,Darcy-Weisbach阻力系数下降.当单宽流量小于0.008m3/(s·m)时,坡度对阻力系数的影响较为显著;当流量大于0.008m3/(s·m)时,阻力系数基本受流量控制.随着流量增大,阻力系数呈幂函数形式递减.     

洞庭湖流域洪水模拟与综合治理

在洞庭湖水灾现状和特征分析的基础上,利用水平衡方程对洞庭湖及四水水系的水情作了进一步的模拟分析。初步估计了流域的泄流系数Fo,保水系数Fs和蓄水系数FR。得到洞庭湖随洪峰入湖流量而变化的水位日增量和湘、资、沅、四水流域随集中降水量而变化的水位总增量。进而对洞庭湖水患的防治提出了综合的治理方略：（1）增加蓄洪面积,预田蓄洪;（2）增大泄流系数,有控泄流;（3）减少入流流量,有效蓄水;（4）加固堤防工程,有备无患。减少入流流量,有效蓄水,就是在洞庭湖上游的四水流域,除了增加水库型集中蓄水外,还要人工地增加降水滞流量,也就是在全流域增加分散性蓄水机能,进行研究水田蓄水、旱土蓄水、草地蓄水及林地蓄水等的蓄洪限度、实施技术及蓄洪以外的经济效益,以及流域人工增加降水滞流量的巨大潜力。本文分析认为,只有对洞庭湖及其流域的水旱灾害实施综合治理,才是根治洞庭湖水患的有效方略,将对湖南社会经济可持续发展起重要作用。     

环境同位素示踪的毛村地下河流域水流特征

岩溶水文特征是岩溶区生态环境可持续发展的关键驱动力。文章利用环境同位素示踪剂反馈的水动力过程,解译毛村地下河流域的水流特征。其流域内水体δD和δ18O范围均位于大气降水δD和δ18O的范围内,大气降水是流域主要的补给来源;基于δ13C_DIC利用质量守恒定律计算岩溶水体中DIC来源于碳酸盐岩溶解的平均值为52.13‰,可揭示相关的水—碳酸盐岩相互作用历程;流域内岩溶水点222Rn和EC值对大气降水的响应特征表明降水的蓄积作用可驱动深层岩溶裂隙水运移,且具有较强的稀释作用;基于222Rn的衰变特征,计算6月份地下河管道有效水流速度为2 427.49 m·d?1;西南岩溶地下河水流与地表水流相似,且对降水响应敏感。综合毛村地下河流域的水文地质条件及其水文点SI、222Rn、δ13C_DIC和δ18O间的相关关系,环境同位素可更好地示踪岩溶裂隙水流特征,揭示岩溶含水系统的空间结构特征及水流路径。水化学环境天然示踪剂可提供有关岩溶含水系统的重要信息,对水动力学方法具有重要的补充作用。      

受水电站泄流影响的水位流量关系分析及改正方法

一、水电站泄流与非恒定流1.水电站机组起动与停机都很迅速,因而其泄流过程变化很大,并导致尾水河道的水位、过水断面和流速等在瞬时内速变,这种水力要素随时间变化的河渠水流属明渠非恒定流。当水电站机组开机时,闸门突然开启,流量骤增,在尾水河道引起的波体,其传播方向与水流方向相同,且水位上升,这种波称为顺涨波;当水电站机组停机时,闸门突然关闭,     

对中国喀斯特地区水文研究的意見

喀斯特現象是在易被溶解和冲刷的裂隙岩石組成的地区(尤其是石灰岩地区)的一种特有現象。在这些地区,落在地面的大气降水大部分被喀斯特裂隙和空洞所吸收,因此,徑流的形式以地下徑流为主?λ固氐厍那治g活动很弱,河網很稀;大部分河流的徑流形成于喀斯特地区以外渲性S多河流流入喀斯特发育地区,就完全断流变为地下水道,或由于河床吸收而使水量显著地减少。大部分当地河流都屬于間     

用圣维南方程推算潮量方法探讨

感潮河道水流属于非恒定流，其潮量可通过简化求解圣维南方程来推算。用试算法求解方程，先求得上(下)游断面的流量，进而求得上、下游断面的潮量。方法简单可行，并可在计算机上连续作业，精度也较高。     

流量测井技术的理论研究及应用

流量测井作为矿井水文地质勘探的新技术在我国八十年代初开始使用。它以混合流理论为基础,动用流量测井仪,在钻孔抽注水条件下,通过测量钻孔不同截面上的水流流速及流量分析计算含水层的位置、厚度、渗透系数、导水系数等水文地质参数。与传统的分层抽水方法相比,它一...     

漳卫南运河洪水預报方案編制工作胜利結束

海河流域南运河水系,流經山西、河南、山东、河北四省。以往本河系的預报方案由各单位分散編制,干支流、上下游存在彼此脫节,互不协调的現象。为了統一认識,統一口径,达到去粗取精、去伪存真的目的,去年8月在漳卫南运河管理局的倡議下,并得到水利电力部水文局的同意,由漳卫南运河管理局組織力量,編制全河系     

論徑流系数

确定暴雨洪水最大流量的問題有着巨大的国民經济意义。正确地确定这种流量对于有根据地来計算小的人工建筑物(桥梁和涵管)、小水电站、排水沟、漁堤、渠系网和其他建筑物是必需的。最大暴雨徑流現象的极度复杂性和实測資料的数量不足而得出各种不同的結果以致引导出各式各样的計算公式,而这些公式的缺点大都是不正确地反映着洪水形成和損失形成的过程。     

粤东黄冈河大堤洪潮水面线分析推算

黄冈河大堤是一宗典型的独流入海河流防洪、防潮工程,由海堤与内河防洪堤组成,其洪潮水面线推算中起推流量与起推水位的确定,囊括了水文水利分析计算中设计洪水推算、调洪演算、洪水组合分析、潮汐分析、洪潮组合分析、天然河道水面线推算等内容.还包含有汇流历时分析、桥梁(墩)壅水计算等技术难点.这一系列的分析推算工作,及其在黄冈河大堤加固达标工程中的应用,具有示范案例作用,可作为其他沿海地区类似工程的参考.     

圆形断面管道非满流流速计算表达式

工程实际中,常需要计算某一充满度下管道非满流的流量及流速。目前大多数计算模型均采用水力半径作为反映过流断面形状及几何尺寸的特征参数。针对不同充满度的研究结果表明,这种类型模型的计算结果与真实的流动特性并不相符,尤其当水深接近管顶时。根据水动力学基本原理及试验研究手段,对圆形断面管道无压均匀流流量-充满度非单一性进行了探索,并提出了以流量作为形状特征参数的更为合理且简单实用的水流流速计算表达式。     

裂隙水交叉流的水力特性

在交叉裂隙模型中进行了交叉流的模拟实验。经实验证明,裂隙交叉对水流的影响效应使裂隙水交叉流具有三个水力特性:偏向、α与β方向上水流阻力效应不等、偏流。即使流态属层流,裂隙交叉对水流的影响效应在裂隙水有关计算时也不应忽略。基岩中脉状径流的形成机制与裂隙水偏流有关。此外,裂隙水偏流还可认为是岩溶分异发育的水动力学起因。     

弯曲溢洪道挑流消能试验研究

为避免加剧弯曲溢洪道的不良振动,对弯道水流的挑流消能问题进行研究。通过试验研究的方法,提出了一种适用于弯曲溢洪道的新型挑流消能工,结合渠底超高法对弯道水流的干扰,使水流在质量力的作用下分流,有效降低和减小了回水的流量范围,增加了挑流水舌的纵向长度。通过对比两种不同凹岸边墙半径的弯曲束窄差动式斜切挑坎和弯曲连续斜切挑坎的回流、挑流和分流等特性,根据水流运动特性和流线的几何关系,提出了一种判断该新型挑坎发生回水的半理论半经验方法。研究发现高坎的收缩程度和凹岸边墙半径是影响分流和回水的主要因素,通过对高坎水流运动特性的分析,拟合流量、凹岸边墙半径与高坎折冲水流出流方向角γ的经验公式,推导了高坎分流临界角度γc的计算表达式,计算结果与试验测量结果吻合良好,可以为弯道水流挑流消能的工程应用和运行提供参考。     

泥石流阵流序列的整体性

泥石流往往以阵流群的形式出现,不同阵流参数具有统一的统计分布,意味着阵流序列隐含着深层的系统信息。文中根据蒋家沟泥石流观测数据,揭示阵流序列的自相关性和时空变化特征,进而确立其整体性。Hurst指数是刻画序列相关性的指标。阵流的流量、速度和时间间歇序列的Hurst指数值均大于05,从而证明序列具有长程相关性;另一方面,将阵流作为其运动参数(如流速、流量、间歇时间)组所确定的点,则一个泥石流事件为参数空间的一个点集,且集中在一个狭小区域,直观表现了阵流在时空的聚集特征,这是序列整体性的又一特征。阵流序列的这些基本特征,意味着不同泥石流事件背后隐藏着同一个动力学机制,即泥石流作为流域行为(而不是流体运动)的系统动力学。     

江河中的水位和流量

什么叫水位和流量大家知道由天空中降落到地面上的水,除滲漏等损耗以外,絕大部分都形成地表徑流,進入江河中流到海洋(內陸河流除外),因此江河中的水位和流量这兩种特征,是研究陸地水文时所必須考慮的。水位和流量是兩种不同的量,水位代表河槽中水流被注满的程度,流量代表通过河槽水量的多少。所以这兩种作为水情变化特征的量,就物理意义上來說虽然不同,但它們彼此之间却有密切的关系。     

小河测流

一、小河测流問題的提出結合我国的具体地理与气象条件来看,就可以了解到我国的大多数小河流是属于山溪性的河流。它的特点是洪水由暴雨产生,洪水时期流量大、历时短、水流湍急,有时还帶有大量泥沙、漂浮物等?菟逼谠蛲髁考〉既甑拇蟛糠质逼?水淺流急,或水深流緩。全年的流量变差很大,年最大流     

南水北調的几个工程地質問題

(一) 在我国辽濶的领域里,不但有丰富的矿产資源,而且有充沛的地面水与地下水资源。我国河流的年平均总迳流量为27841亿立方米,居世界第三。但是我国的水資源在地区分布上很不平衡,总的說来是南方水多,北方水少。长江流域及长江以南逕流总量佔全国总逕流量的79.33％,一般的說,在这个地区里,水資源不但能滿足人民生活与工农业生产的需要,有的流域还有水多。长江以北,逕流总量佔全国总逕流量的16.04％。其中甘肃、新疆、青海、西藏,內蒙古