第3章河工模型试验

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第3章河工模型试验

由此求得模型糙率为：由此求得模型糙率为：上游：上游：下游：下游：
nm = 0.0232 ~ 0.0371 nm = 0.0107 ~ 0.0186
坝下游来说，采用水泥沙浆粉面；坝下游来说，采用水泥沙浆粉面；坝上游采用水泥沙浆粉面加适当打毛。在基岩出露的局部地方，沙浆粉面加适当打毛。在基岩出露的局部地方，进行小范围的梅花加糙。范围的梅花加糙。
12
3.2 变态定床河工模型
采用变态河工模型的原因
实验场地的限制水流条件的限制模型沙选择的限制实验量测精度和时间的限制
13
3.2 变态定床河工模型
相似条件
满足重力相似
流速比尺：λu = λ 流速比尺：
1/ 2 h
λQ = λl λ3 / 2 h 流量比尺：流量比尺：
λ n = λ l1 2 λ h− 2 3 重力相似和阻力相似同时满足：重力相似和阻力相似同时满足：
h uc = k d
y
γs −γ gd γ
γ s――泥沙、水的容重； , γ 泥沙水的容重；泥沙、
――泥沙粒径 d 泥沙粒径得起动流速比尺
λu
c
1 λh 1 2 2 λγ s −γ λd = λu = λ d γ
y
23
推移质运动的相似条件
输沙条件相似
由窦国仁推移质输沙率公式式中：式中：
k0 γ s u3 (u − uc′ ) gb = 2 C0 γ s − γ gω
γ
′ 止动流速 u――止动流速，一般取止动流速， c
g b ――单宽推移质输沙率；单宽推移质输沙率；单宽推移质输沙率 k――综合系数，对于全部底沙取为0.1；综合系数， 0.1；综合系数对于全部底沙取为0.1 0

河工模型相似理论及模型技术方法范嘉炜

河工模型相似理论及模型技术方法范嘉炜（天津大学，天津市，邮编300072）摘要：在平原冲积河流上，因水流的周期性变化使河床的这种变化过程也带有周期性的重复特点，长时期观测是有规律可循的，即有一定相似准则可以模拟，因次分析和相似原理是经常联合使用的，当研究的物理现象复杂，纯理论不足以解决这些复杂现象问题时，不得不借助于模型试验手段，模型试验就有相似问题，意味着模型与原型的无因次量必须相等。

而在现代水利工程中，决定江河的治理方案，主要依赖于河工模型试验.由于我国河流的泥沙问题非常突出，因此尽管对于河工模型试验方法的研究起步较晚，但是近些年随着我国水利事业的发展，有关科研机构及高等院校开展了大量的河工模型试验，因而在河工模型模拟方法这一领域，我国的研究处于世界领先地位。

关键词：河工模型；相似理论；物理模拟；数学模拟中图分类号：文献标识码：1河工模型相似理论从发展过程来讲，河工模型模拟方法有两个阶段，即最初采用不强调严格遵守比尺的自然模型方法和比尺模型法。

自然模型是定性的，根据模型河床形态凭水流本身去塑造，与原型相似与否的标志主要是模型小河的河床形态及演变过程同原型是否相似，因而具有考虑河型相似的优点；比尺模型方法是以相似论为基础的，可以根据水流及泥沙运动的基本规律寻求相似条件，并由此确定各项比尺。

而今人们大都采用比尺模型方法.要使模型试验能够正确反映实际现象，那么在模型上就要满一下足三个主要条件。

为了较为系统的介绍比尺模型法，笔者首先归纳总结了相似率方面的知识：1.1 河床几何形态相似原、模型几何比尺是定值，当垂直比尺与水平比尺相同时称(几何)正态模型，反之称(几何)变态模型。

1.2 水流运动相似无论推移质还是悬移质泥沙，为保证运动与原型相似，都必须满足水流运动相似条件，模型与原型二者所受作用力之比应等于惯性力之比。

以“λ”表示原型与模型比值即比尺时，应遵循无因次数Fr 相同，即gh v Fr /2=相等。

水工与河工模型试验课程设计

水工与河工模型试验课程设计一、背景水工与河工是水利工程专业必修课程之一，其主要目的是让学生了解水流在不同情况下的特性和运动规律，掌握水利工程的基本知识和实践技能。

在学习水工与河工课程时，模型试验是必不可少的一部分，通过模型试验可以更好地理解水利工程的现象和规律。

二、模型试验的作用•理论与实践相结合模型试验是将理论知识与实践操作结合起来的重要方式，在试验过程中，学生能够深入理解理论知识，并且通过实践操作，更好地掌握相关技能，并且加深对理论知识的记忆。

•提高学生的动手实践能力水工与河工课程中需要涉及到很多实际问题，在进行模型试验时，需要学生自行设计实验方案、制作试验装置、搜集相关资料和数据，并进行资料分析和处理，这些都是能够极大地提高学生动手实践能力的过程。

•促进学生团队合作进行模型试验需要学生之间进行团队合作，相互配合，分工合作，达到共同完成实验的目的，这有助于培养学生的团队意识与合作精神。

•对未来研究提供基础模型试验是一个基础性的研究方法，通过模型试验，可以为未来的深入研究提供基础，在研究前需要进行模型试验，对相关问题进行探究和验证，为后续的研究打下基础。

三、课程设计方案1. 实验背景本次课程设计旨在让学生理解水工与河工课程中涉及到的相关现象和规律，通过模型试验，让学生掌握理论知识和实际操作能力。

2. 实验目的•通过实验了解流体力学观测技术；•学习使用实验仪器设备；•了解水流的特性，如流量、速度、压力等；•掌握常见的水工与河工模型试验方法。

3. 实验内容本次模型试验主要是以单孔水闸为研究对象，通过实验让学生掌握流体力学观测技术，实验内容包括：•制作单孔水闸模型装置；•测量水流量、速度和压力等参数；•分析实验数据；•撰写实验报告。

4. 实验步骤步骤一：制作单孔水闸模型装置具体实验步骤如下：1.根据实验要求，制作符合相关要求的单孔水闸模型装置；2.完成水闸连接管道和水泵等设备的设置；3.准备好着手处理数据所需的电路设备并进行连接；4.领取实验所需的相关材料和装备，并将其准备好。

水工及河工模型试验

u u zm u2 u zm u zm u zm u xm u ym u zm t tm l xm ym zm p 1 pm u g g zm 2 m 2u zm l m zm l
2 u u2 u u zm u ym zm zm u xm l zm xm ym
F 1 2 2 l u
F F 2 2 2 2 idem Ne l u P l u m
3.3 水动力现象相似准数的确定方法例2：三维紊动水流的相似准数
连续性方程:
u x u y u z 0 x y z
运动方程(雷诺方程):
2 u u ux ux u x u x u 1 p xu y 2 x xu z ux uy uz gx ux t x y z x x y z 2 u y u y u y u y u u u u u 1 p ux uy uz gy 2u y y y z y x y t x y z y z x 2 u u u u u z u z u z u z u 1 p z y ux uy uz gz 2 u z z z x t x y z z x y z
r r F F F
F F F F F F
I g D
e
惯性力
重力
粘滞力
摩阻力
表面张力
弹性力
3.2 模型试验相似理论
1 相似第一定理（相似正定理,1686,牛顿）
定理描述：彼此相似的物理体系应由同一方程式描述，各变量之间保持一定的比例，其相似指标为1或它们的各种相似准数的数值相等。

河道变态模型模拟方法

：＞＞１１
得不到流速分布的相似。变态模型终究是一种近似方法。可见，为使模型结果尽可能接近真实，应限制 ‘ 不要太大，根据萨巴涅也夫的研究证实，在变率不超过５湿周比尺可认为等于横向比尺，时，从而＝Ｏ，ｆｔ。
３、关键问题
模型与原型糙率相似是变态模型中的一个关键问。题在变态模横向与垂直方向比尺不同的变态模型。一般天然河道中的水流都处于紊流的阻力平方区，在模型试验时，由于比尺缩小，模型水流达不到阻力平方区，而可能处于层流或过渡区。又常常因场地限制，不可能将线性比尺取得过小。所以要达到阻力相似，就必须使模型与原型雷诺数相等，这在一般满足重力相似的模型中是难于实现的。为此，在模型设计中，将纵、横向线性比尺和垂向比尺取不同数值，这样模型雷诺数可增加，使其达到阻力平方区。同时，这种模型变态后，模型水深增加，也可避免表面张力的影响ＪａｌＪ泥沙比重比尺和泥沙粒径比尺等的变态。在河工模型、水库淤积等试验以及研究河道冲淤整治等问题时，原型泥沙粒径很小，再按几何比尺缩
般是＜，因此地形变陡，对模型中的平原区可能引起Ｌ加大，捌ｖ加
大，对山区则可能引起下降（增大）所以必须调整糙率，，使水流整体上相似ｌｏ２】按照比尺关系式（１，１）并引用曼宁公式，则糙率系数比尺为＝＝＝（：・）
具有变态率《的变态模型与正态模型（＝１Ｅ）相比，其长、宽都只有后者的１／｛，而面积只有后者面积的ｌ，这就经济得多了。／｛为得到变态河渠模型的相似律，我们从明渠恒定非均匀流的基本微分

河工模型实习报告

河工模型实习报告班级：2010级港航一班姓名：__________学号：_____________指导老师：____________二。

一四年六月一实习目的及模型背景 (1)1.1实习的目的和意义 (1)1.2武桥水道物理模型背景 (1)1.2.1模型简介及模型范围 (1)1.2.2河段概况 (1)1.2.3航道问题及整治现状 (2)二模型设计 (3)2.1导墙确定及断面划分 (3)2.2基本原理及约束条件 (3)2.3比尺确定...................................................... .4 2.4模型选沙 (4)三模型制作 (5)3.1内业工作一一断面数据读取 (5)3.2导线放样及模板架设............................................ .6 3.3模型塑造 (6)四模型测控系统.......................................... .74.1控制系统 (7)4.1.1流量控制系统 (7)4.1.2出口水位控制系统 (7)4.2测量手段 (7)4.2.1水位计 (7)4.2.2流速测量 (7)五流速验证 (9)六实习总结............................................. .14实习目的及模型背景1.1实习的目的和意义本次实习内容为定床河工模型设计、制作及验证试验。

通过模拟河段范围及断面的划分、各比尺的确定、断面的读取、模板的架设及模型验证等步骤，初步掌握河工模型设计、制作及试验的基本原理、方法和主要工作流程；了解河工模型试验系统及各附属设备的主要功用。

1.2武桥水道物理模型背景1.2.1模型简介及模型范围模型的范围上起蛤蟆矶，下迄武汉长江二桥，全长约21km。

模型的动床范围上起白沙洲大桥上游，下到汉江河口止，动床范围约10km。

动床河工模型主要研究航道整治工程实施以后汉阳边滩及附近河床的冲淤变化以及局部河势变化，同时还要反映鹦鹉洲长江大桥、杨泗港大桥的影响。

河工模型试验

河工模型试验的理论基础-相似论原理
3.
单值条件的确定
对三度水流来说：模拟的试验河段一般由进口段、试验段和出口段三部分组成。前后两段具有过渡段性质，用来调节进出口水流，不作试验段用。进口段长度应根据每个模型试验的具体情况确定。一般建议在水流平顺进入模型的情况下，进口段长度不应小于25~50倍水深，应结合河床形态及水流流态加以考虑，在可能条件下最好能包括一个河相单元(例如一个弯道或直道的一个完整的水下边滩)，以保证试验段进口断面的流速场能符合实际情况。如果限于条件，进口段长度不够，就只有在试验过程中，采取调整水流的人工措施。出口段长度可以较进口段长度稍短，但尾门布置也要注意，以免影响出口段的水流相似。
河工模型试验的理论基础－相似论原理

相似论原理
相似现象的相似特征

范畴：物质系统是机械运动相似

不仅是静态相似，也是动态相似不仅是形式相似，也是内容相似
(1)几何相似 (2)动态相似 (3)动力相似

三个相似特征

河工模型试验的理论基础－相似论原理

几何相似

即模型与原型的几何形态相似。模型与原型中的任何相应的线性长度，必须具有同一比例：
河工模型试验
概述

河工模型试验是利用远较原型河道为小的模型进行试验，以研究河流在自然情况或在建筑物作用下的水流结构及河床变形，这种模型是根据水流和泥沙运动的力学规律，通过复演与原型相似的周界条件和动力学条件建立起来的。生产实践中，所遇到的河工问题，大都属于三维问题，边界条件往往极端复杂，很难单凭现有水流及泥沙运动知识，进行精确的分析计算，此时，采用模型试验与理论分析相结合的方式，往往是解决问题的有效途径。河工模型由于周界形式复杂，且河床经常变化，在理论和实践上都远较一般水工模型复杂。尽管河工模型试验已有近百年历史，但至今还存在不少问题，有待进一步改进。河工模型试验既可以采用定床，也可以采用动床。模型水流为清水，河床在水流作用下不发生变形的模型称之为定床模型。模型水流挟带固体颗粒，河床在水流作用下发生变形的模型称为动床模型。定床模型也称为水流模型，动床模型也称为泥沙模型。

水工模型试验测量技术综述

水工模型试验测量技术综述摘要:水工模型试验是解决工程实际问题，为理论研究和工程设计提供依据的重要手段。

基础数据的准确度与精确度直接关系到试验成果的质量，因此试验中的测量技术非常关键。

流速、流量、水位、压力、地形、泥沙含量等是模型试验中测量的主要数据，本文主要介绍了模型试验中这些数据的测量技术及存在的问题。

关键字:水工模型试验测量方法发展现状问题分析引言水工模型试验是根据相似原理，按照一定的相似比将需要研究的对象，如河流、水工建筑物等按一定比例缩小后，在缩小的模型中复演与原型相似的水流，进行水工建筑物各种水力学问题研究的实验技术，旨在定性或定量的揭示其运动规律或水力学特性，为理论研究和工程设计等提供依据。

自1870年弗劳德(Froude)首先按水流相似准则进行了船舶模型试验以来，随着水利事业的发展，水工模型试验水平在很大程度上有了提高，在理论设计、模型制作、试验测量、数据处理等方面都有了创新突破和发展。

模型试验中的数据测量对试验结果的质量起着至关重要的作用，数据的精确度和准确度直接关系到科研成果的质量。

在水工模型试验中主要需要控制和测量的参数有流速、流量、水位、压力、地形、泥沙等，测量仪器的精度、范围、性能等决定着测量结果的准确性，因而优良的测量技术是模型试验的前提和保障。

近年来随着激光技术、超声波技术、计算机技术及数字图像处理技术等先进技术的发展，模型试验测量技术有了较快的发展，但尚存在一些问题有待进一步研究，本文主要论述模型试验测量技术的发展及现在存在的一些问题。

1.发展现状1.1流速测量技术流体的流速是流场最基本的物理量之一，对流体流动特性的认识很大程度上取决于流场的获得，而大多数描述流场的物理量都直接或间接与流速有关，如环量、涡量、流函数、流速势函数等等。

在模型试验中流速的测量非常重要，随着技术的创新突破，流速的测量技术取得了较快的发展，从单点流速测量发展到多点测量，从单向到多向、从稳态向瞬态发展，从毕托管、旋浆流速仪、热线/热膜流速仪、电磁流速仪、超声波多普勒流速仪（ADV）、激光多普勒流速仪（LDV）、粒子图像测速仪（PIV）发展到VDMS法[1-3]。

河工模型试验规程

河工模型试验规程
河流是支撑生态系统的整体，它的质量非常重要。

为了更好地了解河流的变化情况，开展
河工模型试验可以帮助我们更全面、精准地了解河流的变化，从而制定有效的管理方案。

因此，开展河工模型试验的规程是至关重要的。

首先，实施河工模型试验前必须进行河流分析，以给出详细的地质地貌确定要模拟的河段，分析河谷的深度、宽度、曲率以及河床起伏、旋涡指数等。

其次，实施模型试验之前必须明确相关河段的水位、水流量、污染物浓度等，便于在实施
模型试验时对比，以便确定模拟结果的可靠性。

此外，在实施河工模型试验的过程中，必须遵循模型的设计参数，比如，方程、地形以及
模型的调节参数，以便根据模型模拟出实际河流的变化情况，并作出相应的分析。

最后，在实施河工模型试验的过程中，一定要准确记录试验结果，比如流量、水位等，以
便能够在分析时进行比较，以便验证模拟结果的可靠性。

以上是开展河工模型试验的规程。

如果能正确遵循这些规程，就可以准确、可靠地模拟出
河流的变化情况，从而为河流的管理、建设提供科学依据。

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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==水工模型实验报告篇一：某水利水电工程水工模型试验报告目录1. 概述 .................................................................. .. (1)1.1 工程简况 .................................................................. .. (1)1.2 试验资料 .................................................................. .. (1)1.3 试验目的及研究内容 .................................................................. (2)2 模型试验设计和制作 .................................................................. .. (5)2.1 模型试验主要依据 .................................................................. . (5)2.2 模型要求 .................................................................. .. (5)2.3 模型量测仪器及设备 .................................................................. (6)3. 设计方案试验成果 .................................................................. .. (7)3.1 泄流能力 .................................................................. .. (9)3.1.1 泄洪放空洞泄流能力................................................................... .. (9)3.1.2 溢洪道泄流能力................................................................... .. (11)3.2 泄洪放空洞水力特性简述 .................................................................. .. (13)3.3 溢洪道水力特性简述 .................................................................. . (13)4. 优化方案I ................................................................... . (14)4.1 体形优化 .................................................................. (14)4.1.1 泄洪放空洞体形优化................................................................... (14)4.1.2 溢洪道体形优化................................................................... .. (21)4.2 泄流能力 .................................................................. (24)4.2.1 泄洪放空洞泄流能力................................................................... (24)4.2.2 溢洪道泄流能力................................................................... .. (26)4.3 泄洪放空洞洞身水力特性 .................................................................. .. (28)4.3.1 水流流态................................................................... .. (28)4.3.2 水深、流速及洞顶余幅................................................................... .. (29)4.3.3 压力及水流空化数................................................................... . (32)4.3.4 掺气空腔特性................................................................... (37)4.4 溢洪道沿程水力特性 .................................................................. . (38)4.4.1 水流流态................................................................... .. (38)4.4.2 水深及流速................................................................... . (39)4.4.3 压力及水流空化数................................................................... . (48)4.5 水舌特征及下游河道水力特性 .................................................................. (54)4.5.1 流态................................................................... . (54)4.5.2 出口水舌特性................................................................... (56)4.5.3 下游岸边流速................................................................... (59)4.5.4 下游岸边水面线................................................................... .. (63)4.5.5 下游河道冲刷................................................................... (70)5. 初设阶段推荐方案 ................................................................错误！未定义书签。

河流动力学作业参考答案

第一次作业参考答案——第二章2.2 100号筛孔的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法作粒径分析答：1）根据N 号筛的定义：1英寸内有N 个孔就称为N 号筛。

1英寸=25.4mm.。

可知如果网线直径为D ，则N 号筛的孔径计算公式如下:(25.4－D ×N)/N=25.4/N-D但本题并没有给出100号筛的网线直径，无法用公式进行计算。

经查表可得，100号筛孔的孔径为0.149mm （表2-2）或是0.147mm （表2-4）。

2) 对于粒径小于0.1mm 的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必须采用水析法作粒径分析。

注：第一问因为筛的网线直径可能不一样，所以以上两个答案都正确2.5什么是级配曲线？给出中值粒径，算术平均粒径，几何平均粒径的定义或定义式？答：1）在仅以横轴采用对数刻度的坐标上，以粒径为横坐标，以小于粒径D 的重量百分比即小于该粒径D 的泥沙颗粒重量在总重量中所占比例为纵坐标，点绘数据连成的曲线，称为累计频率曲线，亦称级配曲线。

2）中值粒径即累积频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应得粒径值。

换句话说，细于该粒径和粗于该粒径的泥沙颗粒各占50%的重量。

3）算术平均粒径即各组粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值，计算公式为∑=∆•=ni iim p DD 110014）几何平均粒径是粒径取对数后进行平均运算，最终求得的平均粒径值。

计算公式为)ln 1001ex p(1∑=∆•=ni i imgp DD注：关于级配曲线的定义错的比较多，并不是以粒径的对数或是负对数为横坐标，也不是按几何级数变化的粒径尺度为分级标准……只要跟上述表达的意思一致都为正确答案。

2.6某海滩的沙粒粒度范围是 1.43.6φ=-，试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围解：因为D 2log -=Φ，其中D 为颗粒粒径，所以可得到2D φ-=3789.0224.111===-Φ-D ，0825.0226.322===-Φ-D所以颗粒的粒径范围为0.083mm-0.379mm 。

水工与河工模型常用仪器校验方法

单位
涵义电压水位
符号含各测点
单位
涵义率定系数率定常数
流速时间
标准分享网
跟踪式水位仪校验方法
概述
水位是水工河工港工模型试验中最重要的测量参数之一跟踪式水位仪主要用于测量恒定流潮汐等水位变化不大的模型试验中的水位跟踪式水位仪有探测式电桥式和振动针式等多种类型本校验方法对以上种类型的跟踪式水位仪均适用
上一级国家计量标准并应符合量值传递的原则
本校验方法中的测量误差和数据处理应符合
测量误差及数据处理和
数值修约规则的规定
水工河工模型试验常用仪器除应符合本方法外还应符
合相关的仪器专业标准
标准分享网
术语与符号
术语
校验
在规定条件下为确定测量器具或测量
系统所指示的量值与对应的高一级测量标准所复现的值之间关
综合要求堰体过水部分的尺寸允许偏差应为堰顶宽度的允许偏差应为堰顶设计宽度的堰体和上游引糟应光滑平整引槽轴线应与堰板面垂直可用细水泥砂浆抹面或光滑的耐磨蚀材料贴面无毛刺和突角等疵病表面粗糙度应为观测水位用的测针其示值的最大允许偏差应为
校验条件
校验标准器
游标卡尺
最小分度值为
程
水位测针分辨力
跟踪式水位仪的校验周期视使用频率而定一般应不超过年
波高仪校验方法
概述
波高仪是用于测定水工河工和港工模型中波浪试验水槽或水池中水面波动的仪器波高仪输出的电信号直接反映水面波动的过程通过分析计算得到波高波周期等波浪要素值波高仪种类很多本校验方法主要适用于常用的电阻式和电容式波高仪
定真值之差

水工模型实验

教学实验报告
学年学期 2013～2014 学年.
课程名称水工模型试验.
实验名称水工试验模型初步设计与制作.
实验室水工水力学实验室.
专业年级水工 11 级.
学生姓名
学生学号
.
提交日期
.
成绩
.
任课教师尹进步.
水利与建筑工程学院
水工常压整体模型设计及计算说明书
一、设计依据
工程枢纽总体布置图、工程枢纽上下游一定范围的地形图、各类建筑物的详细体型图、地质资料、水文资料等。
1.5 1.8 2.2 2.4 2.6 2.8
25Hmax
1.2+0 1.2+0 1.2+0
0.7
0.8
1.0 1.2
1.2+0.9
.5 .6 .8
* 下游河道长度 7(5) 括号内为拱坝下游河道长度。
4
7.水库上游进水池边墙原型高程：Zp7=Zp6+0.1×Lr=1219m 模型高度：H7=H6+0.1=1.92+0.1=2.02m
3
附录
模型流量 (L/s)
进水池长度(m)
上游水库长度(m) 下游河道长度(m) 退水池长度(m) 量水堰长度(m) 量水堰宽度(m)
Qm<8 0
表 1 模型参数确定标准
Q
1.782
0.24
H P
BH
1.5 0
P：堰高； H：堰上水头； B：堰宽; H0=H+0.0011; Q=0.1562m3/s
因为 150L/s<Qm<190L/s，由表 1 可知，量水堰宽度 B=1.2m。
由《SL155-95 水工（常规）模型试验规程》知，堰高 P 和堰上水深 H 满足 P ≥2H。取矩形堰堰板高程等于最大堰上水头 2 倍（P=2H）计算求得最大堰上水头 H=0.166m。

航道基本知识及题目分析

第一章航道工程与航道尺度第一节航道工程一、航道1.定义：为了组织水上运输所规定或设臵的船舶航行通道称为航道。

规定：图上画定或现场标定；设臵：人工开挖或整治而成。

2.基本要求：①足够的水深、宽度和弯曲半径。

②适合船舶航行的水流条件：流速不能过大、流态不能太乱、比降不能太大。

③跨河建筑物应满足船舶航行的净空要求。

二、航道工程1.整治工程：建造整治建筑物，改变和调整水流结构，稳定主流，控制和调整泥沙在河槽内的运动……。

能较长时间维持河势，影响范围大，投资大。

2.疏浚工程：用挖泥船挖除碍航浅滩，增加航深；用爆炸除去碍航礁石。

投资少，见效快，施工简单，但易回淤。

3.渠化工程：建造拦河闸坝，抬高水位。

投资大，技术复杂，通常应先考虑疏浚和整治措施，如达不到要求才考虑渠化工程。

4.径流调节：利用上游水库，洪水季节蓄水，枯水季节放水。

一般来说：山区河流渠化工程平原河流、潮汐河口整治和疏浚结合平原上的大江大河疏浚河网地区、湖区疏浚第二节航道尺度一、航道尺度在设计最低通航水位情况下，保证通航的航道最小尺度。

包括航道水深、航道宽度、弯曲半径以及在最高通航水位下跨河建筑物的净空。

二、航道等级①以航道水深为分级标准：美国密西西比河水系分4级1.83m、2.74m、3.66m、12.20m。

②以标准驳船的吨位为分级标准：我国采用此分级法。

三、内河船舶的航行方式1.拖带船队2.顶推船队第二章浅滩的演变和整治沿河流的纵向河床有一系列的凸起之处，从航运观点来看，我们一般是将水深不足，碍航的地方称为浅滩，或称碍航浅滩。

河流中为什么会出现浅滩？各个浅滩上的水深为什么不一样？浅滩位臵为什么会移动？等等，这些都不是偶然的，而是有一定原因和规律的。

因此，整治浅滩时，必须掌握浅滩演变的规律，了解浅滩的成因，然后进行整治工程的规划设计和工程的实施。

第一节浅滩及其成因一、浅滩及其组成1.浅滩：联接边滩与边滩或江心滩之间的¡°水下沙埂¡±，当其航深不足时，便称为浅滩。

水工模型试验及检测

2019/9/26
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2019/9/26
AB AB

BC BC

CD CD

al 1
AB AB

BC BC

CD CD

al 2
相似常数
al1 al2
相似常数
15
两个相似的流体运动:
1
1
2
2
1
1 2
2
过水断面面积：
A11 A11 A22 A22
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2、相似现象
物理现象相似：物理体系的形态和某种变化过程的相似。
“相似”的三种情况：相似，或同类相似(similitude)；
②拟似，或异类相似(Analogy)； ③差似，或变态相似(Affnity)。
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2、相似现象
在两个几何相似的物理体系中，存在着具有同一物理性质的变化过程，而且在两个体系中的相应点上同名物理量之间，具有固定的比值，这两个物理体系叫做同类相似或简称“相似”。
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1
水工模型试验及检测
《水工模型试验及检测》
总学时：24
总学分：1.5
教材：
–《水工模型试验》(第二版)，南京水利科学研究院编著，水利电力出版社，1985年。
参考书：
–《水工模型试验及量测技术》，清华大学水利系，中国工业出版社，1961.9。
–《模型试验的理论与方法》，左东启等编著，北京水利电力出版社，1984。
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2、相似现象
在两个几何相似的物理体系中，存在着具有同一物理性质的变化过程，而且在两个体系中的相应点上同名物理量之间，具有固定的比值，这两个物理体系叫做同类相似或简称“相似”。

第三章河床演变2007

二、河相关系式
• 1、纵剖面河相关系式： • 河床纵剖面是非连续的光滑曲线，一般呈波浪形或阶梯型。在实际问题分析中，近似处理成连续的光滑曲线 • 纵比降：沿程河相关系 1.3 黄河下游 J=41d50 荆江河段 J=25d50
2.38
河流纵剖面及其影响因素
• 纵剖面一般是下凹的，可用指数、对数或幂函数曲线描述。 • 下凹度，A 为一半河道长度处，河底距纵剖面上下游端点连线的长度。
三、河床演变的特点
• • • • • 1、河床演变的绝对性； 2、影响河床演变因素的相对性 3、河床变形的集中性； 4、河床变形的滞后性；冲积河流的河道形态是在一定外界条件下由水流和泥沙运动塑造而成的。演变的物理过程涉及到的变量很多，可以应用的力学和数学定律及条件却不够，许多问题不能进行精确的分析运算，常常需要依赖于简化假定。
• 马卡维也夫计算方法： • (1) 将历年或典型年的流量分级；（2）确定各级流量出现的频率；（3）绘制河段的Q~J关系； m （4）计算每级流量的Q JP m • (5)绘制Q~ Q JP关系； m • （6）从图中查出Q JP最大值的Q。 • 平滩流量（bankfull discharge） • 平滩水位（bankfull stage) ：指在滩槽分明的河道里，主槽充满后，与新生河漫滩表面齐平的水位。
2、河道演变过程研究的时间尺度
• Schumm在1971年提出可以把时间尺度分为三种：稳定时段（量级为天）、准衡时段（量级为百年）和地质时段（量级为百万年）。 • 对于实际工程有重要影响的的泥沙输运问题其时间尺度限于百年以内，流域中的气候、地形、植被、岩性可视为确定的自变量，地质构造可以忽略，侵蚀基面视为稳定。河道形态的因变量包括：流量、输沙率、泥沙粒径、河谷比降、岸壁阻力等。如果研究的是地质时间尺度，则气候、地形、植被、岩性不再是确定的自变量，而为不确定因变量。见表6-1。

第3章河工模型试验