凃 洋, 刘春晶

(1.深圳大学中国经济特区研究中心, 深圳 518061； 2.中国水利水电科学研究院, 北京 100048)

自然界的河流都是蜿蜒曲折的,在冲积平原中常见的天然河流也多为蜿蜒型河流。随着人类及社会的发展,人类与江河关系日益紧密,如发电、防洪、灌溉、运输等,需要对天然河流的运动特征及河流演变有着清晰的认识。物理模型是研究弯道水流的一种重要方法,许多学者通过对物理模型测量来揭示河流弯道的运动规律与机理。张红武等[1]以大量室内模型试验,对弯道水流比降、二次环流强度、纵向流速分布、纵向垂线平均流速等进行了较全面的测量分析。Blanckaert等[2]利用高精度仪器剖面流速仪(acoustic doppler velocity profiler,ADVP)对120°圆形曲率弯道内的水流进行了三维测量,对弯道水流结构、紊动强度、能量耗散进行了分析。Blanckaert[3]在一个193°弯道上开展了类似弯道试验,研究了凹、凸岸边界层水流分离对主流区的影响。何建波[4]采用电磁流速仪测量了由4个90°弯道组成的连续弯道内的水流流速,通过测量结果对连续弯道下的时均流速、紊动强度、雷诺切应力及紊动能分布进行分析阐述。童思陈等[5-6]采用声学多普勒流速仪(acoustic doppler velocimetry,ADV)对120°弯道环流结构和纵向流速进行了测量,发现环流存在分层现象。Jamieson等[7]采用ADV对135°弯道内的水流进行了三维测量,并分析了雷诺应力在弯道内的分布。王虹等[8]采用了电磁流速仪对连续弯道中脉动流速进行了测量,进而对紊动强度、紊动切应力等进行了分析。一般情况下,实验中采用的流速仪多为水下流速仪,包括ADV系列及电磁流速仪等,其测量的起始点均离自由水面有一定的距离,因此水面流速无从获得。……