梨虎象

[拼音]:yongbo

[英文]:surge

明槽急變非定常流中產生的一種水流波動。它是重力波的一種,主要是由慣性力和重力造成的。湧波所到之處會使斷面的流量和水位(或水深)發生急劇變化。湧波面高出或低於原水面的空間稱為波體,波體的前鋒稱為波額。這種非定常流的突變特性,使水力要素不再是距離和時間的連續函式,故水力學上又稱為不連續波。

湧波按它傳到之處的水面漲落情況,可分為漲水湧波(或正湧波)和落水湧波(或負湧波);按傳播方向和水流方向的關係可分為順水湧波和逆水湧波。渠道閘門迅速開啟時,閘的下游流量驟然增加,水位迅速上漲形成漲水湧波和順水湧波,合稱順漲湧波,同時在閘的上游出現落水湧波和逆水湧波,合稱逆落湧波。閘門迅速關閉時,下游出現順落湧波,上游出現逆漲湧波。

湧波在靜水中的傳播速度,可以下式表示:

式中z為原水深;h為波高;g為重力加速度(見圖)。

若把湧波看作是若干小波的疊加,則流量每增加ΔQ,即有一波高為Δh的小湧波出現。在漲水湧波情況下,波高h是若干小波之和,任一小波的累積波高都比前面的大Δh,波速也比前面的大Δc。於是,後面水深大於前面水深;後面波速大於前面波速,從而形成陡峭的波額,甚至出現翻滾前進的活動水躍。聞名於世的錢塘江湧潮就是這樣形成的,只是因為它是漲潮中出現的湧波,所以叫作湧潮。相反,在落水湧波出現時,水深變淺,後面的小波波速小於前面的,因此波額拉長,波峰不明顯。

小型湧波經常出現在水電站下游或感潮河段,往往不被人注意;只有那些災難性的大型湧波,才會引人注目。海底火山爆發、地震、海岸山崩以及炸彈在水下爆炸等,都會在海洋中激起在水面上行進的巨大波浪。初激的波形可能很不規則,但傳播一定距離後,波形變得圓滑,稱為孤波(見液體自由表面波)。孤波行進到岸邊時,深度變淺,速度變慢,波高增加,形成波額不連續的湧波。巨大的湧波會形成海嘯,湧上海岸,侵入陸地,給沿海居民的生命財產造成巨大危害。在水庫中出現類似海嘯性的湧波,也有極大的危害性。造成水庫湧波的主要原因是庫岸出現坍塌或滑坡。庫岸的小型坍塌是時常發生的,危害性不大;如果出現大型滑坡,上萬方至上億方的滑體以每秒幾十米的滑速衝入水庫,水體就會被激起巨大的湧波,朝滑體運動方向以排山倒海之勢衝向對岸,波高可達數十米乃至上百米。兩側水體也被帶動產生次生波。由於庫區的形狀和水深變化極為複雜,湧波到達岸邊的時間也非同時,湧波會爬坡而上,還會發生反射和折射,使整個庫區水面出現極為複雜的波動現象。波額到達壩址,可能會翻越壩體,危害壩體和下游。因此,在興建水庫前,對庫區可能激起的湧波的因素必須制定防範措施。

參考文章

湧波錯(YurbaCo)中國地理