黄河水流挟沙力公式的验证

在评述已有水流挟沙力公式验证资料选取方法的基础上,从河床变形的基本概念出发,提出了天然河道强烈冲淤的判别指标。采用该指标选取水流挟沙力公式验证资料,对各家公式验证结果进行了相关性分析和误差分析。结果表明,6组代表性水流挟沙力公式中,张红武公式的计算值与验证资料最为接近,因此建议分析河床演变和数值模拟时选用该水流挟沙力公式。     

浮泥挟沙力和输沙规律的研究和应用

本文提出不同湿容重的浮泥兵沙力关系式，浮泥输沙率公式以及大风期的航空道回淤预报模式。应用于珠江崖门口航道，预报值与９１０８＾＃台风后的检测值基本相符。     

长江口二维非均匀悬沙数值模拟

针对长江口水流泥沙运动的特点建立了非均匀悬沙的平面二维数值模型。在模型中考虑了波浪对流场的影响和对水流挟沙力的影响 ,在确定悬沙絮凝沉速时考虑了泥沙粒径、盐度、含沙量及水流紊动的影响。悬沙模型建立在曲线坐标下 ,悬沙输运方程采用破开算子的方法求解 ,平流项采用UltimateQuickest格式求解 ,提高了计算的精度。通过实测资料对数学模型计算的悬沙含量进行检验 ,表明它较好地反应了长江口地区泥沙的运动规律     

新的水流挟沙力计算公式

 在前人研究含沙量影响高含沙水流挟沙力的基础上， 借助悬浮功与浑水紊动能削弱的关系式， 考虑泥沙级配对水流挟沙力的影响， 推导并建立了新的水流挟沙力计算公式。     

河床冲淤幅度判别指标与水流挟沙力公式验证

以河床变形方程为理论基础,提出了河床冲淤幅度判别指标,为资料的选取及适应性评价提供了一个统一的标准.采用经这个判别指标界定的黄河中下游实测资料,对若干在黄河上较有代表性的公式进行了检验,结果表明对于微冲微淤资料,张红武公式计算点群较集中地分布在45°线两侧,计算值与实测值吻合最好;吴保生、刘兴年、曲少军3家公式计算结果较为接近,从计算值与实测值对比情况看,点群较为分散且偏小;曹如轩公式计算值与实测值相比偏大且点群散乱;刘峰公式计算值与实测值相比偏大甚多.这也说明了现有挟沙力公式本身对冲淤判别非常不灵敏,对冲淤的反应功能都相当弱.同时表明,在水流挟沙力公式验证中引入冲淤幅度指标可以增强所选资料的合理性,具有较好的实用性.     

水流挟沙力计算公式比较分析

泥沙输移是流域土壤侵蚀、搬运和沉积过程中一个很重要子过程,而水流挟沙力表征在一定条件下水流挟带泥沙能力的综合指标,也是径流分离土壤、输移泥沙控制参数之一.本文对目前被广泛采用的坡面和沟道水流挟沙力计算公式的建立件和理论基础进行了简要阐述,比较分析了各公式的应用可能性和局限性.     

坡面流挟沙力计算公式及其评价

坡面水流挟沙能力的计算是土壤侵蚀过程中最为重要的一环,它是判别坡面是否发生冲淤的依据。本文总结了现有的坡面流挟沙力计算公式,并利用实验数据对各公式的适用性和局限性进行了评价。结果表明:Low和Abrahams公式只有在不考虑降雨的情况下可以较好地预测坡面流挟沙力;Shih公式虽然考虑了降雨影响,但只适用于特定的水力条件;Guy公式将挟沙力分为坡面流贡献和降雨贡献两部分,用实验数据重新率定参数后,能更好地预测坡面流挟沙力。此外,临界Shields数作为泥沙颗粒启动的判别条件在降雨影响下不再适用于坡面流。     

杨国录水流挟沙力公式验证及看法

本文对杨国录分组水流挟沙力公式的合理性进行了分析,利用黄河下游2380组实测资料,对公式中的某些重要参数进行了率定,并进行了验证计算,结果表明:该公式综合考虑了各种水力因子对水流挟沙能力的影响,能较好的反映一般含沙量及高含沙水流的输沙能力,且分组水流挟沙力也比较符合黄河的实际情况。     

聚类统计方法在高含沙水流挟沙力公式验证中的应用

本文先将挟沙力公式的计算值和实测值进行标准化,然后将聚类统计的方法运用于挟沙力公式的检验。对挟沙力公式按其计算结果的点群趋势和数值的接近程度进行定量分类,最后根据类的优劣评价不同公式。该方法既实现了从定量上对公式的评价,又克服了因检验资料数值差异过大引起的误差。文中选取了6组高含沙水流挟沙力公式进行聚类统计,结果表明这6组公式可分为3类,第一类公式包括张红武公式,第二类包括窦国仁公式、舒安平公式,曹如轩公式和刘兴年公式;第三类公式包括刘峰公式,且第一类公式与不同水流条件的实测值符合得最好。     

长江口近口段水流挟沙力与径潮动力关系

该文在充分考虑径流和潮流水动力因素的基础上,建立了更适合于河口区域的水流挟沙力公式,并以长江口近口段为例,讨论了径流和潮流水动力差异对水流挟沙能的影响.结果表明:长江口近口段涨潮和落潮相同流速时洪季的悬沙浓度大与枯季;建立的考虑径流和潮流因素的水流挟沙力公式与传统公式相比,精度上有较大提高,该公式将不同季节和潮型下的水流挟沙力统一起来,有效反应了年内潮汐河口近口段的水流挟沙能力.对于水流挟沙能力的研究则表明:径流不变时,潮流增加,近口段涨潮和落潮水流挟沙能力增强;径流增加时,徐六泾以上河段潮差减小,涨潮水流挟沙能力减弱,而徐六泾及以下河段潮差表现为增加,这表明涨潮和落潮水流挟沙能力取决于径流和潮流的对比过程.     

The variations of suspended sediment concentration in Yangtze River Estuary

With the Yangtze River Estuary as an example, this paper analyzes the influence of human activity on the sea water content, the sediment content and the regional transport situation. In both flood seasons and dry seasons, as well as in the whole year, the sediment discharge rate and the suspended sediment concentration(SSC) in the estuary area of the Yangtze River show decreasing trends. In the estuary area, the amount of sediment transported into the South and North Branches and the offshore area is also in a decreasing trend over the years. The SSCs at the sections at the entrances of the South Branch, the South Channel, the North Channel and the South Passage in the Yangtze River Estuary show decreasing trends during 1959-2011. The remote-sensing data reveal that for the same runoff and tidal current combination, the SSC in the surface water is decreased, caused by the dramatic decrease in the sediment discharge and the sediment content from the watershed. Although the SSC in the offshore area does not exhibit an apparent decreasing trend, the SSC in the nearshore area drops by 21.42% during the period of 2003-2011 as compared with that during the period of 1985-2002 before the impounding of the Three Gorges Reservoir. The sediment re-suspension in the estuary slows down the reduction of the SSC. The period of 2003-2011 is dry years for the Yangtze River, when the flow is relatively low. The peak value of the SSC in the coast area shifts inwards for about 1/ 6° of longitude. Due to the deepwater channel improvement project in the North Passage at the Yangtze River Estuary in 1998, the SSC in the waterway area is decreased. With the decrease of the divided flow ratio and the sediment splitting ratio in the entrance and the exit of the North Passage, the SSC in the upper and lower reaches of the North Passage during the period of 2008-2011 is decreased by about 14.25% as compared with that during the period of 2000-2007. Primarily due to the jetty at the south side, the SSC in the middle reach shows an increasing trend.     

水流挟沙力公式的理论剖析与检验

为提升河流动力学学科水平,给学术研究及工程应用选取水流挟沙力公式提供依据,本文系统回顾典型水流挟沙力公式的研究进展,针对各公式依据的原理、推导过程、技术细节、影响因子等环节进行阐释分析,指出其亮点与不足,修正了水流挟沙力的定义。结合大量实测资料检验和公式适用性的评价,发现尽管资料率定能提高公式精度,但对于理论有缺陷的公式却不能体现河床和水流的自动调整作用。进一步分析认为,张红武挟沙力公式合理地将挟沙效率系数与水流阻力系数作为综合系数处理,能避免不少公式存在的水流挟沙力同水流阻力呈正比的理论错误,并通过挟沙系数为c(a+bS_v)^m的形式,体现了不同大小含沙量对挟沙效率的影响,能够保证公式具有普遍的适用性和高精度。     

水流挟沙力公式检验方法的评价

由于水流挟沙力公式众多,对水流挟沙力公式的检验显得尤为重要。本文对水流挟沙力公式的检验方法进行了评述,并利用实测资料及有关计算公式,对常用的几种检验方法进行了比较分析。结果表明,对于相同检验资料,不同检验方法得到的结果并不相同。产生差异的主要原因有两点：其一,不同检验方法考虑的侧重点不同 其二,差别较大的检验资料对检验结果的影响权重不同。目前,建议同时运用相关系数法和集中系数法综合检验水流挟沙力公式。     

长江口悬沙含量垂向分布数值模拟

根据长江口北槽和南槽实测的水沙资料，利用垂向一维悬沙数学模型模拟了长江口悬沙含量及其分布，并对摩阻流速和临底悬沙含量进行了简要分析。结果表明，计算值与实测值较为吻合。     

长江口北槽悬沙来源的观测与分析

为掌握长江口12.5m深水航道北槽段回淤的泥沙来源,2011-2012年采用固定观测站和ADCP与动船取沙结合的方法,对北槽四侧边界进行了3次水文观测,并收集了同期的北槽水文测验数据。基于上述资料,对北槽四侧边界的泥沙输移情况进行了分析。结果表明:北槽四侧边界均存在明显的水沙交换,水沙交换量呈大潮强于小潮,洪季强于枯季的特点;跨越南导堤进入北槽的泥沙最多,是北槽主要的泥沙来源;南导堤越堤输沙主要集中在南导堤的中下段,其来源应为含沙浓度相对较高的南槽和九段沙滩面水域。     

黄河悬移质非均匀不平衡输沙挟沙力计算

基于非均匀非平衡状态下挟沙力级配的研究成果,利用系统的黄河干支流资料,进行了混合沙挟沙力与实测含沙量符合性的对比分析。表明在非均匀沙不平衡输沙条件下挟沙力级配不同于悬沙级配,用挟沙力级配计算挟沙力更确切反映黄河干支流泥沙多来多排的输沙特点,说明该项研究成果在理论上是必要的,在实际中是可行的。     

长江上游推移质泥沙输沙率公式检验

适用于长江上游的推移质输沙率计算公式还未得到普遍接受。选取八个代表性公式，采取分散度比较法，利用长江上游8个测站（点）共计1290组实测资料对其进行检验。分析发现：（1）Engelund-Hansen公式精度相对最高，Yalin公式次之；若计算水流强度和输沙强度大的河流（如乌江、虎跳峡上峡口）时，Park公式计算精度较高。（2）各家公式并不适用于受下游峡谷洪水期雍水影响的河段（如奉节河段）。