丁坝回流区实验概论

1、实验二丁坝回流区实验1实验目的和要求丁坝是航道整治工程中最经常使用的建筑物，当水位低于丁坝坝顶高程时，水流受到丁坝雍阻，迫使水流流向河心，绕过坝头下泄，在坝下游形成回流区。不同的丁坝布置形式，所形成的回流区范围不同，并直接阻碍到整治工程中丁坝间距的布置。因此，丁坝回流区范围、回流区形态转变及其回流强度大小，是航道整治工程中需要紧密关注和研究的问题。2实验内容观测和记录丁坝坝体在某一水流强度情形下的坝下游回流区流态和范围大小，同时测量回流区范围内的回流流速平面散布。3实验原理如下图，将丁坝放置在顺直水槽中。各个断面在水槽双侧和水槽中间设置3条测流垂线。实验时测量并记录每条垂线处的水位和每条垂线水

2、深为、和处的流速。依照测量记录的数据分析把握丁坝周围的水流特性，丁坝下游回流区流态和范围大小，回流区范围内的回流流速平面散布。4实验步骤1 .阅读和把握实验目的、实验要求和实验内容。2 .熟悉和把握周密水位仪的利用原理与操作方式。3 .熟悉和把握旋浆式流速仪的利用原理与操作方式。4 .开启水泵，调剂水槽尾门，维持沿程水流恒定状态5 .放置丁坝，待水流稳固后，采纳木砂示踪剂观测流线、回水区域6 .在丁坝前后测流断面上沿水槽宽度设置3个测流垂线，测量记录水位流速7 .整理实验数据提交实验功效报告5实验数据记录表1长丁坝水位流速测量记录表截面位置(m)水位(cm)cm/s)编号(cm/s)11右岸2

3、平均322.1左岸1012右岸2平均3左岸13右岸2平均3左岸14右岸2平均3表2短坝水位流速测量记录表截面位置(m)水位(cm)各相对水深处测量流速(cm/s)垂线平均流速编号(cm/s)9.8126.426.41右岸243.243.2平均9.8327.827.8左岸9.312右岸9.52平均9.43左岸13 右岸9.02平均3左岸14 右岸9.02平均3注：垂线1距左岸10cm左右，垂线2于中间，垂线3距右岸10cm左右6实验数据处置水位沿程转变|依照表1与表2中测量所得数据整理出水槽沿程各断面水位转变如表3、表4,并依此绘出水位沿程转变图。|表3长丁坝下水位沿程转变表测量位置断面1断面2

4、断面3断面4左岸(cm)10右岸(cm)平均(cm)距离(m)水位沿程变化图4 0 5234 8 石 2g o.lg.9.8.8.7.，区1S美一左岸T-右岸*平均45s电离土水口长度就表4短丁坝下水位沿程转变表测量位置断面1断面2断面3断面4左岸(cm)右岸(cm)9.89.39.59.09.0平均(cm)距离(m)9.89.4水位沿程变化团左岸T-石尾沿程转变依照表1、表2所测得水槽沿程各断面的流速情形，取得各测杆所在位置出的流速沿程转变如表5与表6,并绘出各测杆垂线的平均流速沿程转变图。表5长丁坝下流速沿程转变表断面1断面2断面3断面4左岸平均中间平均右岸平均05050505050506

5、5-544332211翅根£降垂线平均流速出水口距废T-中同T-右岸表6短丁坝下流速沿程转变表测杆位置断面1断面2断面3断面4左岸平均26.4中间平均右岸平均43.227.8垂线平均流速0505050506-55443322出水口距离T-左岸*中间T-右岸分析流速沿水深散布情形，别离取长丁坝情形下的丁坝位置前断面1的三条垂线与丁坝位置后断面3的三条垂线别离作流速沿水深散布如表7,绘制流速沿水深散布图，作相应拟合。表7流速沿垂线散布表截面位置各相对水深处测量流速（cm/s）编号(m)(cm)9.9119.829.9322.1139.023流速7木砂示踪剂观测丁坝会对水流结构造成阻碍，产

6、生回流区，现在为观测流线转变与回流区的特性，可加入示踪木屑来观测水流结构，现场回流区如下图。丁坝后回流区木砂示踪图8实验结果分析1.水位沿程转变：在丁坝前，断面1至断面2水位慢慢雍高；到丁坝后，水位开始降低,由于丁坝安置于左岸，左岸水位下降尤其明显。2流速沿程转变：不论在左岸加入长丁坝或短丁坝，由于水槽断面的减小，中间与右岸流速沿程增大，且增大幅度明显，左岸由于受到丁坝的阻挡作用，流速沿程急剧减小。3.流速沿着水深分布：在丁坝前的断面1处，流速沿水深散布大体成对数型，流速从水面至水底慢慢减小，且中间的流速整体大于两岸流速，考虑到实验进程中在测量处水深时部份螺旋桨由于测量误差暴露于空气中，拟合时忽略最上部的流速点；在丁坝后的断面3处，流速沿水深散布也大体知足对数散布，但现在左岸流速较右岸与中间明显减小，这是丁坝阻挡水流的结果。9实验试探题解析一、丁坝呈上挑、正挑、下挑不同布置形式时，坝下游回流区会发生什么转变？答：丁坝下游回流区内，水流结构与回流区大小均与坝轴线布置有关，横轴螺旋流的方向与丁坝轴线方向有关：上挑丁坝情形下，螺旋流指向坝田；下挑丁坝情形下，螺旋流方向相反；丁坝呈正挑时，螺旋流介于二者之间。二、丁坝布置在弯曲河段凸岸或凹岸侧时，丁坝下游回流区又会发生什么