论文摘要
丁坝作为一种传统的水工建筑物,在河道整治等方面应用已久。透水丁坝是传统丁坝的创新形式,集导流和透水效果为一体,具有改善水面不均匀性、降低坝前壅水、减轻坝身水压力等优势。目前,透水丁坝多应用于缓流河道中。溢洪道泄槽泄流多为陡坡上的急流,当布置有弯道时,由于弯道水流的复杂,使现有河道丁坝的研究成果不能直接应用于溢洪道弯道工程中。因此,本论文通过水工模型试验,对溢洪道泄槽弯道布置不同参数透水丁坝后的水流特性进行了研究。本论文进行了在溢洪道泄槽弯道凹岸(弯道的1/4、1/2、3/4处,布置角度分别为60°、75°和75°)布置3道不同长度(3B/10、4B/10、B/2)、不同高度(2B/25、3B/25、4B/25)和不同透水率(18.3%、26.4%、35.9%)的丁坝在不同单宽流量(100m~2/h、160 m~2/h、200 m~2/h、240 m~2/h和300 m~2/h)下共75个方案的水力学实验。主要研究内容和成果有:(1)开展了透水丁坝参数对弯道水面的改善效果研究。利用弯道水面均匀度和弯道最大水面横比降等评价指标,分析了溢洪道凹岸布置透水丁坝后,丁坝长度、高度和透水率的变化对弯道水面改善效果的影响规律。随着丁坝长度、高度的增加与透水率的减小,弯道水面均匀度增加,最大水面横比降减小。根据不同单宽流量的分析,基于弯道最大水面横比降及其他辅助评价指标,给出本实验条件下溢洪道泄槽弯道段透水丁坝布置的推荐参数为:丁坝长度为B/2,高度为4B/25,透水率为18.3%。(2)开展了透水丁坝参数对弯道流速的影响研究。通过对弯道三维流速数据的分析,得出了丁坝长度、高度和透水率变化时沿程纵向流速、横断面纵向流速、断面横向流速的分布规律。靠近丁坝的纵断面,其纵向流速沿程先降低,然后在丁坝布置区波动,流速最低点出现在第一个或第二个丁坝布置处,丁坝布置区后纵向流速沿程上升。丁坝长度、高度的增加和透水率的减小,都会引起各断面纵向流速的降低。远离丁坝的纵断面,其纵向流速沿程上升。以丁坝布置区为界,丁坝前的断面随丁坝长度、高度的增加和透水率的减小,纵向流速降低;丁坝后的断面丁坝长度和透水率的变化对流速影响不大。但丁坝高度的增加会导致纵向流速的增大。溢洪道弯道中因弯道环流存在表流区与底流区。在底流区,随着丁坝长度的增加和透水率的减小,横向流速的绝对值增大;在表流区,随着丁坝长度的增加,高度的增加和透水率的减小,横向流速减小。(3)开展了透水丁坝参数对弯道底板动水压强的影响研究。分析弯道底板的动水压强数据发现,丁坝长度、高度和透水率变化对时均压强的影响规律。相较于无丁坝状态,布置丁坝后,时均压强增大,但沿程减小的趋势不变。随着丁坝长度和高度的增加,时均压强增大。时均压强与透水率的变化为非线性关系,透水率为26.4%时底板的时均压强最大。丁坝参数的变化对脉动压强影响较小,但与不布置丁坝相比,布置透水丁坝后弯道底板的脉动压强振幅减小。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 陈威
导师: 张庆华
关键词: 透水丁坝,水面均匀度,横比降,弯道流速,动水压强
来源: 山东农业大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 地球物理学,水利水电工程,水利水电工程
单位: 山东农业大学
分类号: TV135;TV863
总页数: 83
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