[發明專利]多沙河流河工動床模型人工轉折方法及人工轉折導流槽

無效

• 申請號: 201010546477.1
• 申請日: 2010-11-17
• 公開（公告）號: CN102002925A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 姚文藝;王德昌;侯志軍
• 申請（專利權）人: 黃河水利委員會黃河水利科學研究院
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02;E02B5/00
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 張欣棠;張國文

1.一種多沙河流河工動床模型的人工轉折方法，其特征在于：

步驟1：利用粉煤灰作為模型沙，選擇河勢平順穩定、斷面幾何形態相對對稱、河床沖淤變化不大且水流水力要素橫向分布相對均勻的河段布設多沙河流河工動床模型的人工轉折導流槽；

步驟2：根據試驗場地寬度限制和下游河勢條件對人工轉折導流槽進行平面布置，確定人工轉折導流槽的折轉角度、轉折半徑、連接段長度和過渡段長度幾何要素；

步驟3：根據模型放水流量、流速、水深參數計算水流的磨損阻力，從而設計導流槽進出口的最終比降，根據計算結果建造導流槽的不同段；

步驟4：通過放水試驗對布設好的人工轉折導流槽按照試驗要求進行率定，經不同量級洪水的測試，對人工轉折導流槽的坡降進行調整，最終完成多沙河流河工動床模型人工轉折導流槽的設計，導流槽率定調整后即可進行河道模型試驗。

2.根據權利要求1所述的多沙河流河工動床模型的人工轉折方法，其特征在于：在步驟2中，根據人工轉折導流槽的轉折角度、轉折半徑、連接段長度、過渡段長度布設人工轉折導流槽，其中床面和邊壁使用水泥粉煤灰沙漿進行硬化，導流槽使用硬塑膠板進行分隔；導流槽用相同的硬塑膠板分成六個條渠；導流槽由進口動床過渡段、進口定床過渡段、導流槽進口段、導流槽進口轉折段、導流槽順直連接段、導流槽出口轉折段、導流槽出口段、出口定床過渡段、出口動床過渡段依次連接組成。

3.根據權利要求1所述的多沙河流河工動床模型的人工轉折方法，其特征在于：步驟3中的磨損阻力和最終比降按如下方式確定：

磨損阻力：人工轉折導流槽的總水頭損失Δh_e為Δh_e＝h_f+h_w，根據試驗流量所對應的水力參數和人工轉折導流槽尺寸運用如下公式計算人工轉折導流槽的沿程阻力損失h_f和局部阻力損失h_w，其中

hfi=(VinRi2/3)2Li]]>hωi=19.62liC2Ri(1+34biri)Vi22g]]>

式中i為條渠編號，V_i為條渠進口斷面的平均流速，R_i為條渠的水力半徑，L_i為條渠轉折長度，l_i為條渠彎段中心弧長，C為謝才系數，n為條渠糙率b_i和r_i分別為第i條渠槽的寬度和中心半徑；

導流槽進出口的最終比降：由人工轉折導流槽轉折彎道勢能增加高度ΔZ和裝置總水頭損失Δh_e的關系ΔZ＝Δh_e，計算人工轉折所引起的附加坡降Δi為由此得裝置的坡降i為i＝i₀+Δi，式中L為人工轉折導流槽的渠道軸線長度，i₀為模型原坡降。