基本概念
流態,是水流的各種運動形態。在自然界中,水流的運動狀態千變萬化,從不同角度來看,流態有各種不同的劃分。通常將船舶引航中所指的流態是指水流的表層形態。
分類
從巨觀角度來劃分,流態可分為主流和副流。河流中的水體,有部分沿河槽軸線總的方向流動,面流層流線基本平行運動,它決定著河流的主要流向,這部分水流稱主流。主流是在重力作用下產生的。河流中除主流外,各種規模較大、範圍較廣、力量較強的繞豎軸或橫軸或斜軸等旋轉的流,統稱為副流。它可能是因重力作用產生,也可能受其它力(水體內力、外力)作用產生。通常所說的環流、回流等就屬於副流。從微觀角度可將流態分為層流和紊流兩種。
常見流態
在船舶航行過程中,流態對船舶航行的影響主要體現在河道的表層水流中。所以,從河流引航角度出發,主要考慮的是河流的表層流態。河流的表層流態也是多種多樣的。以下是各種常見的主要流態:
(1)主流:河槽中表層流速較大並決定主要流向的一股水流稱為主流。主流在河槽中的位置和流速的大小,隨著河槽的形態、水位的高低、比降的大小而定,它在河槽中的位置常常與河槽的深泓線相對應,在不同類型的河段中,主流所處的位置是不一樣的。
(2)緩流:主流兩側流速較緩的水流稱緩流。
由於主流帶隨河槽彎曲而擺動,使兩側的緩流頻寬窄不一,且出現強弱不同的橫向水。通常凹岸(或陡岸)一側緩流較窄,流速較緩。上行船常利用這側緩流航行,以提高航速,掛高船位。
(3)急流與埂水:這裡的急流是指阻滯和妨礙船舶航行的湍急水流,而水力學中的“急流”是指河渠中過水斷面上的水深小於臨界水深,而當平均流速大於臨界流速的水流時,該水流稱為急流。兩者的內涵是有區別的。
水流受河床形狀影響或受礁石等障礙物所阻,在障礙物頂部或稍上處水面隆起呈埂狀的水流稱“埂水”。埂水是一種局部的壅水現象。
(4)回流:與主流流向相反,繞豎軸旋轉倒流的水流稱回流。回流的形成是水流受阻分離,其邊界層產生脫離後流線變形,引起了流速、流壓的變化。