沙波运动与推移质输沙率

基于沙波运动,通过理论分析水沙运动的动力学因素,合理概化水沙运动模式,综合分析水流运动过程中所受到的力,利用沙波迎流面水体的动量方程,从理论上研究沙波波高随水流运动变化的数学表达,并将其与推移质输沙率联系起来,建立一个推移质输沙率与相对水流强度的数学关系式.计算分析表明,公式所能描述的规律与室内外资料相符,能较好地反映推移质输沙率与相对水流强度间的正向变化的全过程,具有理论和实用价值.     

漓江壅水工程推移质输沙率研究

采用力学分析和随机理论相结合的方法建立推移质输沙率计算模式 ,并通过水槽试验补充研究 .经计算漓江 30年推移质输沙量 ,其结果是合理的     

根据沙粒佛汝德相似原理推算推移质输沙率

运用沙粒佛汝德相似的原理,提出了推移质输沙率的推算公式。并用大型水槽的实验资料和日本国大雪山水库泥沙沉积量资料进行了验证,结果表明该方法是可行的。     

长江宜昌站沙质推移质输沙规律

现有几家起动公式中的K值不能够准确预测长江宜昌站沙质推移质输沙规律。对宜昌站1956年到1964年和1973年到1974年11年的246组沙质推移质实测水力、泥沙因子资料进行统计分析,将沙质泥沙近似作为均匀沙处理,从均匀沙的起动特点出发,通过分析泥沙颗粒受力和起动模式推导得出宜昌站沙质推移质起动公式,并且公式中的K值随着流量的变化而变化,呈指数分布。在此基础上进而建立了适合宜昌站沙质推移质输沙率公式,并用宜昌站1975年沙质推移质资料对公式进行验证,按公式计算的起动流速和输沙率与实测值比较,获得满意结果。     

宽级配非均匀推移质输沙率的实验研究

非均匀沙推移质输沙率是生产中的一个重要问题,由于测验困难,许多河流尚无系统的原型观测资料。目前计算非均匀推移质输沙率的公式相差较大,难以得到统一的结论。本文利用实验及实测资料分析推移质输沙率的脉动特性,用负幂律分布进行描述,表明具有一定的普遍性。     

粗化层破坏过程中的最大推移质输沙率试验研究

为了探讨清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率与水流强度的相关关系,进行了清水冲刷与粗化层破坏的概化试验研究.清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率峰值相应的无量纲输沙强度随水流强度的增大而增大,其增速较梅叶-彼德公式、拜格诺公式、恩格隆公式的计算结果明显偏大.采用梅叶-彼德公式相同的形式,通过回归得到了清水冲刷与粗化层破坏过程中的推移质输沙率峰值相应的无量纲输沙强度与水流强度的相关关系.这一成果对受清水冲刷时间较长河段的河床冲刷保护与取水防沙等有一定的参考价值.     

往复流作用下推移质输沙强度的计算公式

为了研究往复流的非恒定效应对推移质运动的影响,能够更准确地预测往复流作用下推移质输沙强度的大小,本文通过对泥沙颗粒运动进行受力平衡和能量守恒分析,推导出往复流作用下推移质输沙强度计算公式,同时将Keulegan-Carpenter数引入公式中对相位滞后效应进行修正,最后根据往复流水槽的实验数据拟合得到一个用于计算半周期平均输沙强度的半理论半经验公式,该公式在小KC数情况下对实测值的预测相比于传统的准恒定流模型有明显提高。     

均匀沙推移质输沙率的统计分析

本文在分析国内外文献的基础上,着重研究了H.A.爱因斯坦均匀沙推移质输沙率公式,并且从理论上得到它的多种等价形式。公式数学推理严谨,计算也较简单,且与实测资料吻合良好。     

川江卵石推移质输移的随机性

推移质运动及输沙率是河流动力学的基本问题之一。通过对川江河道实测卵石运动速度及输沙率的整理分析，可知卵石为运动距离短，停歇时间长，平均运动速度低，运动具有很强的随机性及不连续性。对卵石推移质输沙量的年际及年内的变化规律分析表明，卵石推移质输沙率的变差大，统计分布分散，也具有很强的随机性特征。河床断面形态及其相邻河道特性对输沙率也有较大的影响。     

非均匀推移质输移特性研究

在非均匀推移质输移机理的基础上, 通过理论分析、推导及计算,得到泥沙起动无量刚最小临界切应力参数θ0值为0.02。提出了一种计算推移质输沙率的方法及公式,该公式表明,在水流强度一定时,输沙率并非为一个常量,而是随颗粒在床面的相对暴露度而变。根据平衡输沙时θ0的最小取值,得到平衡输沙时推移质泥沙颗粒最大粒径dc max的计算式,在此基础上提出了一种计算推移质级配的方法。验证结果表明计算与实测资料符合较好。     

来沙条件变化对河床形态及推移质运动的影响

摘要：针对山区河流的来沙条件的不确定性导致的河流形态变化的问题,根据J . G. Venditti的系列来沙条件变化水槽试验成果,引入无量纲参数河床结构强度Sp,充分考虑推移质泥沙运动特性,探讨了来沙条件变化对卵石河床形态、推移质输沙率和河床级配的影响。结果表明:在已经粗化的河床上加入细沙会对河床形态、推移质输沙率和河床级配产生影响。加入细沙会造成河床重新出现冲淤变化,底坡变大,冲刷变严重,最终降低河床结构强度Sp;加沙会增大推移质输沙率,其中中值粒径为3mm的细沙运动表现为行进推移质,而中值粒径为8mm的粗沙运动表现为结构推移质;加入细沙后会细化河床,且加入的粒径越小,细化效果越明显,加入中值粒径为3mm的细沙后推移质的中值粒径先减小后增大,与加入中值粒径为8mm的粗沙后推移质的中值粒径先增大后减小相反。     

受支流入汇作用主河推移质运动演化特征试验研究

天然河流中存在着大量的主支交汇河流,在主支流相汇处,由于河相关系的变化,主支河流原有的水沙平衡状态被打破。通过一系列的水槽试验研究了交汇角为30°时支流来水、来沙对主流输沙特性的影响,获得了在支流有无来水、来沙时不同主支汇流比下的主河输沙率和累积输沙量随时间演化过程。试验表明:单一主河推移质呈“波”状输移,具有时空不连续性;支流仅来水时,由于无泥沙补给,交汇口及其下游会形成冲刷深槽,主流输沙率和输沙量强度在初始阶段很大,随着时间的推移,其值逐步衰减并趋于稳定;支流来水又来沙时,主河输沙特性与主支汇流比密切相关。     

非均匀推移质颗粒的扩散与分选试验研究

为研究非均匀的泥沙颗粒同均匀泥沙颗粒扩散特性的不同,开展一系列水槽试验。在不同水力条件下,通过高清摄像技术拍摄不同粒径推移质颗粒的运动轨迹。利用Dxo Viewpoint软件将拍摄得到的静态图片进行矫正处理,使用ImageJ软件提取每个时刻颗粒的位移数据。分析位移均值与方差随时间的变化,得到以下结论：不同的时间尺度上,颗粒将表现出不同的扩散特征;水力条件及粒径范围不同,表现出的颗粒扩散特征也将不同;在长时间尺度上,非均匀推移质颗粒的扩散特征会有逐渐趋向于弹道运动β=2的趋势,这是由于颗粒本身的非均匀导致的分选现象;颗粒的非均匀性越强,颗粒的分选现象出现越快;天然河流的尺度远大于水槽,这种分选现象将会更加明显。     

往复流作用下的粗颗粒推移质的输沙规律

推移质是海岸带泥沙输运的重要组成部分,粗颗粒推移质在波浪、潮汐等往复流作用下的运动规律是海岸工程建设的重要依据。从理论分析和试验研究两个方面分别对往复流作用下的粗颗粒推移质输沙规律进行了研究,提出了一个瞬时推移质输沙率的计算模型,并将试验结果与该模型的计算结果进行了对比验证,发现该计算模型对线性往复流作用下的推移质泥沙的运动趋势模拟良好,但对于其相位滞后效应考虑不足,其误差来源在于对附加质量力的忽略。     

非均匀卵石野外实测资料的整理与分析

在收集大量卵石野外实测资料的基础上，主要针对长江上游的川江及其支流和三峡河段进行整理与分析，得到了卵石河床的床面组成、卵石推移质级配、卵石形态特征及其输沙率的变化规律．     

推移质运动的随机理论与应用

陡坡急流条件下的推移质运动常伴有较大幅度的随机变化,这种随机涨落现象在各个时间尺度下普遍存在.由于这种涨落现象的存在,随机理论模型往往更适用于描述这一类问题.为进一步研究推移质运动的随机属性,作者利用包含群体输移机制的Markov随机模型,通过理论和实验方法研究输沙停时的概率密度分布函数(PDF),这些研究揭示出推移质运动中的尺度分离现象.在前人工作的基础上,给出输沙停时PDF理论解的另外一种推导方式推导.与较早的研究相比,该推导更为简洁、直接.该理论解已通过数值和室内实验数据得到了验证.     

非均匀卵石野外实测资料的整理与分析

在收集大量卵石野外实测资料的基础上，主要针对长江上游的川江及其支流和三峡河段进行整理与分析，得到了卵石河床的床面组成，卵石推移质级配，卵石形态特征及其输沙率的变化规律。     

卵石推移质采样器水力特性研究

本文对我国研制的 MB-2型和美国研制的 TR-2型两种卵石推移质采样器的水力特性进行了对比试验研究。得到 TR-2型仪器的表面和形状阻力及器内阻力比 MB-2型仪器的小:MB-2型仪器的水力效率为0.91,TR-2型仪器的水力效率为1.04:两种仪器置入水中后增大了水流的紊动强度,且TR-2型仪器比 MB-2型仪器所引起的水流紊动强度为大。     

非均匀推移质泥沙级配的研究

针对推移质泥沙级配的研究现状，讨论了底沙运动交换模式，在此基础上，利用沙量守恒原理，建立了宽级配非均匀推移质级配的计算公式     

卵石推移质输移脉动特性研究

为了探明卵石推移质输移脉动特性,对卵石推移质输沙率脉动试验野外实测资料进行了统计分析。实测资料结果表明,卵石推移质输沙率过程具有明显的随机性,其表征卵石推移质输沙脉动特性的特征值与采样历时密切相关。卵石推移质单宽输沙率的脉动标准差、离差系数、无量纲脉动强度以及无量纲极差值均随采样历时增加而减小。单宽输沙率的无量纲极差值最大为8.0左右,当采样历时t≥600 s时,无量纲极差值Z≤4.0,当采样历时t≥2400 s时,无量纲极差值Z≤2.0。单宽输沙率的离差系数最大为2.0左右,当采样历时t≥1200 s时,离差系数Cv≤1.0,当采样历时t≥3000 s时,离差系数Cv≤0.5。单宽输沙率的无量纲脉动强度最大为10.0左右,当采样历时t≥1200 s时,无量纲脉动强度E′≤5.0,当采样历时t≥3600 s时,无量纲脉动强度E′≤2.0。