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河水环流的类型
http://www.ky81.com 时间:2009/3/23 13:50:06 来源:本站原创 点击次数:3821

  环流分类的方式很多,武汉水利电力学院张瑞瑾教授根据环流的形态,将环流划分为纵轴环流、横轴环流、斜轴环流及竖轴环流4类。


  1.纵轴环流纵轴环流的旋转轴呈水平状,并基本上与纵向主流方向平行。这种环流多与纵向水流结合在一起,成为螺旋流。根据形成环流动力因素的差异,纵轴环流又分弯道螺旋流与复合螺旋流两种。


  弯道螺旋流主要是由弯道惯性离心力的作用形成的,它是蜿蜒性河段水流结构的主要形式。水流进入弯道后,在纵向下移的同时,受到弯道惯性离心力的作用,迫使水体紧紧压向凹岸,使凹岸水面高于凸岸,从而形成横比降,表流流向凹岸,凹岸水位抬高形成下降流;底流流向凸岸,凸岸边为上升流,这样在横断面上的投影为一个封闭的环流。弯道螺旋流的规模很大,往往充满全部河槽。在各种环流中,弯道螺旋流对泥沙运动及河槽变形影响最大。


  由于地转偏向力在北半球偏右,南半球偏左,在北半球的河流向左转弯时,惯性离心力与地转偏向力方向一致,两力相加使横比降加大,形成的螺旋流则更强;向右转弯时,两力方向相反,合力为两力的差值,横比降相对减小,故形成的螺旋流也相对较弱。


  复合环流大多发生在较大的顺直河段,由两个或两个以上旋转方向不同的纵轴环流组成,但在各个环流的交界面上流向必须相同。复合螺旋流多半是由于涨水或落水时,流量突然变化而形成的。


  2.横轴环流 横轴环流的旋转轴呈水平状,它与纵向的主流相垂直。横向环流多为相对封闭的回旋流。在回旋运动的过程中,回旋水体也能通过交界面与纵向水流的水体不断地交换。横向环流的成因不一。例如:桥墩前的横轴环流是由于前进水流受阻,动量突变而形成的。而档水建筑物下游的横轴环流,则是由于水流的离解作用而形成的。


  流经扩散段或减速区的水流,在贴近边壁的水层中,水质点由于减速而将动能转化为压能,当流速降到零时,水质点便停滞下来,因而迫使继续流来的水质点离开边壁而沿着主流方向运动,在分离点以下的空间,由该点下游的水倒转进行补充,从而形成漩涡或回流。上述作用过程称为水流的离解作用。水流离解作用还可以形成斜轴环流或竖轴环流。


  3.斜轴环流斜轴环流的旋转轴也呈水平状,它与纵向主流斜交。斜轴环流多为水流离解作用的产物,如水流越过与主流斜交的岸边沙嘴后,在沙嘴下游形成的环流,即属此类。

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关键字:河水|环流运动|类型
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