自然河流、人工河道以及城市給水排水管路中普遍存在著支流匯入主干道。由于兩股水流交匯后會在交匯處附近產(chǎn)生頂托效成，從而改變下有原有的水流結(jié)構(gòu)。研究交匯區(qū)的水力特性以及污染物濃度場有利于港口的航道工程建設(shè)及解決環(huán)境工程中污染物排放所涉及的問題。本研究采川物理模型試驗的方法，通過明槽交匯區(qū)實驗詳細(xì)分析了交匯角、匯流比和寬深比的變化對交匯區(qū)水力特性的影響，以及分析了交匯角、匯流比、寬深比和支流污染物濃度的變化對交匯區(qū)污染物橫向擴(kuò)散程度、縱向擴(kuò)散程度、污染物衰減系數(shù)等影響，主要包含以下幾項研究成果：（1）在交匯口前段有明顯的頂?shù)捻斖鞋F(xiàn)象，影響著干支流文匯區(qū)水位。水位最低區(qū)域主要出現(xiàn)在交匯口下游段，高水位區(qū)域出現(xiàn)在交匯區(qū)上游段，與匯流比、交匯角以及寬深比的改變沒有太大關(guān)聯(lián)，就交匯區(qū)整體而言，交匯口上游段水深明顯深于交匯口下游段。沿著主槽水流方向的縱向速度u始終最大，水深方向的垂向速度w一直在0cm、s附近波動。（2）污染物的混合主要發(fā)生在混合層中兩股合流的界面上�；旌蠈拥奈恢门c剪切流有關(guān)，其形態(tài)呈凸面狀，頂點的位置大約在z/h=0.6附近。當(dāng)支流剛匯入主流時，混，合層的位置史加靠近交靠近交匯口，且... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

明槽交匯口模型圖

如圖2-1 所示。本試驗所采用的裝置為試驗概化模型，本試驗水槽的尺寸設(shè)計是基于黃河與汾河交匯區(qū)的實際尺寸，參考其平面幾何尺寸縮放而來，黃河在交匯段寬度約為 300m，汾河的河寬約為 80m，兩條河流的寬度之比為 3.75，因此本設(shè)計主槽寬度為 30cm，若嚴(yán)格按照兩條河流的寬度比縮放，則支槽寬度僅為 8cm，不利于水流的流通性因此，為了研究交匯區(qū)的普遍水動力學(xué)及污染物輸運規(guī)律，本試驗將支槽寬度放大至 10cm。圖 2-1 明槽交匯試驗?zāi)Ｐ筒贾脠DFig.2-1. Test Model Layout of Open Channel Intersection試驗裝置由水箱、供水泵、電磁流量計、電磁調(diào)節(jié)閥以及 PID 控制器等組成，通過PID 控制器、電磁流量計及電磁調(diào)節(jié)閥形成反饋回路

圖 2-2 試驗裝置的示意圖Fig.2-2. Sketch of the experimental setup流量控制系統(tǒng)由電磁流量計、電磁調(diào)節(jié)閥、PID 控制器等組成，可通過控制系統(tǒng)設(shè)驗過程中所需的不同瞬時流量，系統(tǒng)通過內(nèi)部協(xié)同調(diào)節(jié)作用改變供水流量。電磁流采集供水管路中的實時流量，電磁調(diào)節(jié)閥通過不同的閥門開啟度來控制供水流量量計采集到的實時流量小于目標(biāo)流量值，則系統(tǒng)會反饋信號增大調(diào)節(jié)閥的開啟度則減小。本系統(tǒng)共有水泵 3 臺，其中，供水泵共 2 臺，排水泵 1 臺。主槽供水泵率：1.5KW，流量 23m3/h，揚(yáng)程 13m；支槽供水泵 1 臺，功率 0.75KW，流量 5.8m3/h， 13m；排水泵 1 臺，功率 2.2KW，流量 25m3/h，揚(yáng)程 13m。 測量儀器的選擇及其原理1 粒子圖像測速儀（PIV）粒子圖像速度儀（PIV）技術(shù)是隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)碼相機(jī)技術(shù)的發(fā)展而始于九十初期，目的是研究透明流體，如液流或氣流等，同一時刻在某個平面內(nèi)的速度場分PIV 系統(tǒng)由激光器、攝像機(jī)、同步控制器和數(shù)據(jù)處理計算機(jī)四部分組成，PIV 系統(tǒng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]匯流比對U形彎曲交匯河道中污染物離散系數(shù)的影響[J]. 顧莉,趙欣欣,戴波,吳健祎,褚克堅.  河海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(03)
[2]基于PIV的橫流中射流軌跡與擴(kuò)散特性試驗研究[J]. 李文斌,顧杰,匡翠萍,王媛.  水動力學(xué)研究與進(jìn)展（A輯）. 2018(02)
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[9]不同動力環(huán)境下孔間距對雙孔射流特性的影響[J]. 江東勃,陳永平,田萬青,孫樸,王婭娜.  水利水電科技進(jìn)展. 2016(05)
[10]基于PIV測試與Lagrange-Euler法的多孔側(cè)排射流流場和濃度場分析[J]. 滕素芬,馮民權(quán),鄭邦民.  自然災(zāi)害學(xué)報. 2016(04)

博士論文
[1]山區(qū)河流彎曲干流型匯合口水沙運動試驗及數(shù)值模擬研究[D]. 付中敏.重慶交通大學(xué) 2012
[2]長距離輸水系統(tǒng)的非恒定流特性研究[D]. 萬五一.天津大學(xué) 2004

碩士論文
[1]長江嘉陵江交匯口水力特性數(shù)值模擬研究[D]. 鄔志紅.重慶交通大學(xué) 2012
[2]鐘形進(jìn)水流道出口PIV流場測試與數(shù)值模擬[D]. 楊德志.揚(yáng)州大學(xué) 2011
[3]山區(qū)河流匯合口河段水沙數(shù)值模擬研究[D]. 林燕寧.重慶交通大學(xué) 2011
[4]基于PIV技術(shù)的射流濃度場擴(kuò)散試驗研究[D]. 李榮輝.河海大學(xué) 2005



本文編號：3302296