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(1.长江科学院 流域水环境研究所，武汉 430010； 2.长江科学院 流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室，武汉 430010； 3.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉 430072)

1 研究背景

弯曲型河道是组成河流的基本单元之一。陈启刚等[1]利用PIV系统研究了弯道水流三维平均流和平均运动规律。De Vriend[2]求解完全的N-S方程，模拟了微弯浅水、充分发展的层流流动。李义天和谢鉴衡[3]研究了冲积平原河道平面二维流速分布。董耀华[4]建立了极坐标下的弯道水流平面二维数学模型，并指出弯道水流数学模拟的关键在于弯道水面形态和流速重分布的模拟。杨燕华等[5]基于雷诺方程和有限体积法建立连续弯道水流的三维数学模型，研究了弯道水流纵向流速剖面的变化。Stoesser等[6]采用不同方法模拟弯道水流结构，比较分析了不同模拟方法下的流速和壁面切应力分布规律。陈翠霞[7]采用标准的κ-ε模型和RMGκ-ε模型，实现了κ-ε模型和Reynolds 应力模型等4种紊流模型对连续弯道的模拟计算，结果显示，Reynolds 应力模型的计算值最接近实测值。

弯曲型河道中曲折系数是影响水力特性的重要参数，天然河道的曲折系数通常较小。小曲折系数弯道介于顺直河道和弯曲河道之间，这决定了其水流结构与大曲折系数弯道存在较大差异[8]。以往大多数学者都将重点放在较大曲折系数的弯道水流研究中，以小曲折系数弯道为研究对象的成果相对较少。本文采用小曲折系数连续弯道的概化模型进行试验，并利用Reynolds应力模型，对该模型进行模拟计算，从水面线、流速场、弯道环流及强度等方面研究了连续微弯弯道水力特性。……