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1、第31卷第4期武汉水利电力大学学报Vol.31No.41998年8月J.WuhanUniv.ofHydr.&Elec.Eng.Aug.1998人工漂流河的设计计算方法研究姚凯文刘海青龙新平刘德祥(水利学院)(计算机科学与技术系)(水利学院)摘要通过研究人工漂流河的设计计算方法,提出了人工漂流河的水力计算方法和供水方式,经工程实践验证,设计计算方法正确,具有应用价值.关键词漂流;水力计算;计算方法;流量分布中图法分类号TV91随着人民物质生活水平的提高,人们对文化娱加,土建及机电设备的费用也大大增加;流量越小,乐生活的质量
2、要求越来越高.人工漂流河工程越来相应的投资及运行费用降低,河段有效水深减小,越受城市居民的喜爱.漂流河设计计算内容主要包不利于漂流.因此,经济流量也就是满足最低漂流括全河段流量分配、流速分布及水深分布,并在此起始条件下漂流河的最小流量.要确定经济流量,基础上绘出漂流河全河段的水面曲线及水深分布就必须弄清楚全河段处最需要满足的起漂条件,对曲线,确定供、配水泵的选型及配套方案,编制漂流全河段进行水力分析.先找出最缺水段,在满足最河运行管理方案.本文结合武汉市青少年宫水上世缺水段可起漂的基础上,再对全河段的起漂条件进[1]界工
3、程的实践,依据水力学、河流动力学及计算流行逐段校核,此时的流量即为经济流量.体力学等理论进行数值分析和数值计算.由于游乐为了增加漂流的美感,可采用瀑布补水方案,工程既着眼于该项工程的娱乐性、刺激性又要保证因而漂流河的经济流量为工程的安全性,因而要求它的设计方法要对通常的Q经=Q0+∑qi,(1)流体计算方法进行扩展和补充.式中,Q经为经济流量;Q0为源头起始流量;qi为1漂流河的水力计算方法单级瀑布补水流量.1.3弯道水流及弯道横向水位差漂流河的水力计算包括漂流河结构尺寸(长、人工漂流河为满足人们的娱乐性、刺激性,全宽、
4、坡度)的确定,流量的计算,流速分布、水深分河段可分多处弯曲段.水流在弯曲段运行时,受离布、水量平衡计算,漂流河运行时间的计算,开、停心力的作用,使凹岸水面高、凸岸水面低.离心力的机时水面曲线计算,突然事故停机最不利工况水力大小与水的质量成正比、与所研究该点的河弯半径计算等.成反比、与该点的纵向流速平方成正比.在同一垂1.1漂流河的组成线上各点的纵向流速分布规律是从水面向河底逐考虑到漂流河的娱乐性及工程的经济安全可渐减少.靠性,漂流河的结构尺寸主要依据可供建设的面积根据弯道水流特性,弯道横向水位差是水流在组成一个环形封闭的
5、河段,一般由源头、一至多级弯道内作曲线运动时引起的横断面上凹岸与凸岸漂流段、环流段、蓄水池、泵站进水前池、进水池和[2]水位之差:泵房组成.2C0111.2经济流量的确定Δh=2g(2-2),(2)R2R1漂流河流量是一个关键的水力要素.流量Q式中,R1,R2分别为弯道凹岸和凸岸的曲率半径;越大,对漂流越有利,而相应的能耗及运行费用增C0对矩形断面可用下式确定:收稿日期:1998-03-27姚凯文,男,讲师,主要从事射流技术理论及应用研究.第4期姚凯文等:人工漂流河的设计计算方法研究69Q其中,H•0为直段平均水深;Q为
6、流量.C0=,(3)H•R1表1是武汉市青少年宫水上世界某弯曲段横0lnR2向水位差计算表.表1某弯曲段横向水位差计算表(V=3.47m/s,R2=15m)mR2R1ΔhR2R1ΔhR2R1Δh15.0015.100.0115.0015.200.0215.0015.300.0215.0015.400.0315.0015.500.0415.0015.600.0515.0015.700.0615.0015.800.0615.0016.200.0715.0016.000.0815.0016.100.0915.0016.200.
7、0915.0016.300.1015.0016.400.1115.0016.500.1215.0016.600.1215.0016.700.1315.0016.800.1415.0016.900.1515.0017.000.1515.0017.100.1615.0017.200.1715.0017.300.1815.0017.400.1815.0017.500.1915.0017.600.2015.0017.700.2015.0017.800.2115.0017.900.2215.0018.000.231.4弯曲河段的水
8、深分布及流速分布及流速沿河宽方向都不相同,可分别计算出漂流河根据弯曲水流的特性,在计算出弯曲横向水位不同河宽的水深分布图和水平流速分布图(见图差Δh后,考虑不同的瀑布区补水量Δq,漂流河弯1,2).曲段由于弯曲半径及流速的影响,凹岸和凸岸水深图1水深分布图图2流速分布图1.5漂流河全河段的水面曲线计算知水位开始,根据
