闫旭峰，易子靖，刘同宦，刘兴年，王协康

（1.四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，成都 610065；2.长江科学院河流研究所，武汉 430010）

渐变河道水流结构及局部水头损失特性研究

闫旭峰1，易子靖1，刘同宦2，刘兴年1，王协康1

（1.四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，成都 610065；2.长江科学院河流研究所，武汉 430010）

河宽渐变是天然河道的普遍形态特征。运用声学多普勒流速仪（ADV）测量了渐变河道模型的水流结构。试验结果表明：渐变河道形态对水流结构影响明显，在渐缩段和渐扩段产生二次环流，前者影响效应大于后者，且方向相反。基于SMS水动力学模型对渐变河道水流特性进行了二维数值模拟，与实测值吻合较好，并计算分析了局部水头损失系数沿程的变化规律。

渐变河道；水流结构；SMS；局部水头损失系数

1 概 述

天然明渠河道的平面形态类别繁多，主要包括顺直型、弯曲型、交汇型、突缩突扩型及渐变型等。通常采用对单一顺直明渠水流特性进行研究，而后逐渐过渡到弯曲型等复杂河道。如Keulegan［1］和Einstein［2］对顺直明渠水流剖面流速分布提出了对数型计算公式，为明渠水流结构的研究提供了思路。胡江等［3］通过PIV研究了光滑明渠的紊流水流结构，得到了试验结果，并能较好地符合前人的研究成果。上个世纪40年代，Taylor［4］首次对交汇型河道进行了试验研究，得到了相关水流结构。李爱香等［5］利用ADV对室内U型弯道的三维水流结构进行了量测，发现弯道环流出现了强烈的双涡二次流，试验结果表明雷诺应力模型能够较好地模拟弯道二次环流过程。……