環(huán)流分類的方式很多，武漢水利電力學(xué)院張瑞瑾教授根據(jù)環(huán)流的形態(tài)，將環(huán)流劃分為縱軸環(huán)流、橫軸環(huán)流、斜軸環(huán)流及豎軸環(huán)流4類。
1.縱軸環(huán)流縱軸環(huán)流的旋轉(zhuǎn)軸呈水平狀，并基本上與縱向主流方向平行。這種環(huán)流多與縱向水流結(jié)合在一起，成為螺旋流。根據(jù)形成環(huán)流動(dòng)力因素的差異，縱軸環(huán)流又分彎道螺旋流與復(fù)合螺旋流兩種。
彎道螺旋流主要是由彎道慣性離心力的作用形成的，它是蜿蜒性河段水流結(jié)構(gòu)的主要形式。水流進(jìn)入彎道后，在縱向下移的同時(shí)，受到彎道慣性離心力的作用，迫使水體緊緊壓向凹岸，使凹岸水面高于凸岸，從而形成橫比降，表流流向凹岸，凹岸水位抬高形成下降流；底流流向凸岸，凸岸邊為上升流，這樣在橫斷面上的投影為一個(gè)封閉的環(huán)流。彎道螺旋流的規(guī)模很大，往往充滿全部河槽。在各種環(huán)流中，彎道螺旋流對(duì)泥沙運(yùn)動(dòng)及河槽變形影響最大。
由于地轉(zhuǎn)偏向力在北半球偏右，南半球偏左，在北半球的河流向左轉(zhuǎn)彎時(shí)，慣性離心力與地轉(zhuǎn)偏向力方向一致，兩力相加使橫比降加大，形成的螺旋流則更強(qiáng)；向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，兩力方向相反，合力為兩力的差值，橫比降相對(duì)減小，故形成的螺旋流也相對(duì)較弱。
復(fù)合環(huán)流大多發(fā)生在較大的順直河段，由兩個(gè)或兩個(gè)以上旋轉(zhuǎn)方向不同的縱軸環(huán)流組成，但在各個(gè)環(huán)流的交界面上流向必須相同。復(fù)合螺旋流多半是由于漲水或落水時(shí)，流量突然變化而形成的。
2.橫軸環(huán)流 橫軸環(huán)流的旋轉(zhuǎn)軸呈水平狀，它與縱向的主流相垂直。橫向環(huán)流多為相對(duì)封閉的回旋流。在回旋運(yùn)動(dòng)的過程中，回旋水體也能通過交界面與縱向水流的水體不斷地交換。橫向環(huán)流的成因不一。例如：橋墩前的橫軸環(huán)流是由于前進(jìn)水流受阻，動(dòng)量突變而形成的。而檔水建筑物下游的橫軸環(huán)流，則是由于水流的離解作用而形成的。
流經(jīng)擴(kuò)散段或減速區(qū)的水流，在貼近邊壁的水層中，水質(zhì)點(diǎn)由于減速而將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能，當(dāng)流速降到零時(shí)，水質(zhì)點(diǎn)便停滯下來，因而迫使繼續(xù)流來的水質(zhì)點(diǎn)離開邊壁而沿著主流方向運(yùn)動(dòng)，在分離點(diǎn)以下的空間，由該點(diǎn)下游的水倒轉(zhuǎn)進(jìn)行補(bǔ)充，從而形成漩渦或回流。上述作用過程稱為水流的離解作用。水流離解作用還可以形成斜軸環(huán)流或豎軸環(huán)流。
3.斜軸環(huán)流斜軸環(huán)流的旋轉(zhuǎn)軸也呈水平狀，它與縱向主流斜交。斜軸環(huán)流多為水流離解作用的產(chǎn)物，如水流越過與主流斜交的岸邊沙嘴后，在沙嘴下游形成的環(huán)流，即屬此類。
[1] [2] 下一頁 |
