開閘式異重流研究

【學員問題】異重流的因素？

【解答】對水流而言，引起密度差異的主要因素有：含沙量、水溫、溶解質(zhì)含量。由于水流挾帶泥沙而形成的異重流稱渾水異重流（見圖[水槽中渾水異重流的前鋒異重流平均厚度約0.23米，總水深1米]）。流進水庫的渾濁河水成舌狀水流潛入庫底，在水庫清水之下沿庫底向前運動，形成水庫異重流；兩河交匯，當各自水流含沙量不同時，可在匯合處產(chǎn)生分層運動現(xiàn)象，形成河道異重流。由于水流溫度不同而引起的異重流稱為溫差異重流。進入湖泊（或水庫）的冷河水，潛入湖底，形成下層異重流向前運動；火電廠的冷卻水經(jīng)冷凝器受熱排入河流后，在較冷的河水上層沿程流動，形成上層異重流。由于水流含有鹽分而形成的異重流稱為鹽水異重流。在河口處，河水密度小于海水，河水在隨潮流進入河口區(qū)的鹽水的上層運動并以扇狀向海面散布，保持相當長的距離形成淡水舌，而海水則侵入河底沿河道上溯，形成成層程度不同的異重流，明顯分層時即為鹽水楔運動（見河口水流）。水在空氣介質(zhì)中的流動，因水與空氣的密度相差很大，一般不屬于異重流。異重流又稱密度流、分層流、濁流、底流、重力流等。中文異重流一詞最初出現(xiàn)在1947年出版的《水利》雜志中的《異重流及水庫減淤》一文。

1885年F.-A.福雷爾在法國科學院院報撰文，介紹了羅訥河河水進入日內(nèi)瓦湖底產(chǎn)生分層流的現(xiàn)象和萊茵河流入康斯坦茨湖時，在入口處河水潛入湖底的現(xiàn)象，指出這些現(xiàn)象是由于河水溫度較湖水溫度低和含有泥沙所造成的。20世紀20年代，開始用鹽水代替密度較大的冷水進行水槽實驗和用粘土渾水做水庫異重流實驗，實驗結(jié)果指出通過底孔有可能把冷水及渾水排出庫外。1935年在美國米德湖蓄水時，觀察到水壩底孔排出渾水，說明異重流可在水庫底部持續(xù)運動達百余公里。40年代美國和法國進行若干異重流實驗。50年代和60年代，中國先后進行了異重流的觀測、分析和實驗。70年代中國在水庫和河道中觀測到高濃度（含沙量大于200～300千克/米）異重流現(xiàn)象。

以上內(nèi)容均根據(jù)學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。