异重流观测
编辑基本信息
对多沙河流上的水库在洪水入库后由于含沙浓度差异所产生的异重流进行的观测。其目的在于研究异重流形成的条件和运行规律,研究利用异重流排沙减淤的可能性和最优方式,以做好水库排沙运用,延长水库寿命。
观测项目
根据观测任务而定。一般通过观测和试验,要取得下列资料:①断面特性资料,包括水位、水深、测点位置、浑水面高程、异重流厚度及宽度等;②水力及泥沙因子资料,包括流速、流向、含沙量、泥沙粒径级配及其物理力学性质(密度、流限、塑限、黏滞性、絮凝程度及沉降速度等);③水的物理化学性质,包括水温、含盐量、硬度及阴阳离子含量等。
观测布置
异重流的现场观测和取样可在水库淤积观测断面中选取,一般不另设。观测断面的数量根据水库规模、水库形状和观测任务而定,一般取3~5个。在选定的若干测线上再选定若干测点进行观测和取样。断面上测线的数量和位置要在现场观测时根据断面形状和异重流扩散范围而定。在异重流扩散范围外和水深变化不大处,测线间距可较大;在主流线附近和断面形状变化剧烈处,测线布置可较密。测线上测点的选定,以能取得含沙量和流速两者的实际分布为原则。
观测仪器
异重流观测所用仪器,多为水文测验常用仪器,如流速仪、悬移质取样器及推移质取样器等,根据水库异重流高含沙量、低流速和水深等特点选用。观测流向常用流向仪,观测浑水面常用回声测深仪。
观测方法
异重流观测约在每次异重流进库前0.5h开始进行。在一次异重流过程中,原则上要求能取得沿水库流程各断面上,不同测线的各测点在不同时间的各项所需测值。至少应在异重流开始形成时、比较稳定和消落时进行3次观测。
观测方式可根据情况采取若干条测船在同一断面的不同测线上同时观测;或者是在各断面上都固定一只测船,专门在所在断面施测。船只的具体位置一般采用在船上用六分仪瞄视岸上适宜的两固定标志的办法确定。
异重流观测期间,对于外观上的一些现象,如水流形态、主流和潜入点位置及其附近现象、清浑水交界面、异重流入库后遇到孤岛或桥墩等阻碍物而浑水上翻等,应进行巡回观察并详细记录。当异重流来到坝前并在水库底部扩散成浑水层后,应在坝前固定点进行浑水面高程观测,掌握浑水面沉降过程。当水库开闸泄放异重流时,除应对坝前浑水面高程进行加测外,还应在测记出库流量处加强含沙量的取样观测。
资料整理分析
异重流观测资料应及时进行整理分析,按时空关系进行排列统计。整理分析一般包括:①绘制沿程各断面的流速与含沙量分布图,用以观察分析浑水潜入后异重流的流态以及由不稳定到稳定的过程;②绘制沿程各断面异重流宽度过程线,用以研究异重流的扩散范围和过程;③绘制异重流流速与泥沙平均粒径的关系曲线,结合浑水面高程变化资料,研究异重流的挟沙能力和沉降速度;④绘制异重流历次淤积过程和分布图,以分析异重流淤积的规律。此外,根据异重流出库沙量的观测资料,结合有关因素研究异重流排沙的效果。
发展概况
开展异重流观测最早的是美国的