高低含沙水流流速分布的统一规律

作为自然界中普遍存在的一种典型的固液两相流，挟沙水流流速分布具有与清水不同的变化规律。本文明确挟沙紊流(无流核)为研究对象，通过天然沙挟沙水流流速试验，首先分析紊动状态下高、低含沙水流流速分布特点；在此基础上，通过引入同时反映含沙量和颗粒级配影响的相对黏度指标，分析高、低含沙紊流的卡门常数κ统一规律及其表达式，由此将高、低含沙水流流速分布统一于卡尔曼-勃兰德尔对数流速分布公式上，并应用室内粉煤灰等试验资料分别验证了卡门常数κ及卡尔曼-勃兰德尔对数流速分布公式的合理性和可靠性；本项研究成果对进一步揭示高、低含沙水流的水流结构与输沙机理以及对河道整治规划设计具有重要的现实意义。     

巴家咀水库泥沙的几个特殊问题

巴家嘴水库修建在高含沙水流的蒲河上游.本文将进库水文泥沙划分为三个区:S≥400kg/m~3为宾汉体高沙区;100相似文献   

高含沙水流基本理论综述

对现有高含沙水流理论研究进行了回顾,着重从高含沙水流粘性系数、宾汉极限剪切力、泥沙沉速、流速分布、水流阻力和水流挟沙力等方面进行了成果综述,探讨了现有研究成果的不足和有待改进的地方.本文旨在对高含沙水流理论研究的现状有所认识,对进一步研究高含沙水流的特性具有一定指导意义.     

基于两相流模式的水流挟沙力研究

水流挟沙力是泥沙研究中一个重要课题,是指在一定水流和边界条件下单位水体能够输移的饱和含沙量。当水流挟带的泥沙量与挟沙能力匹配时,河床不冲不淤;当水流挟带泥沙量与挟沙能力不匹配时,水中泥沙将与河床泥沙发生动态交换,床面淤积或冲刷,对河流床面高程产生影响。作者从考虑悬移质含沙浓度的水沙两相流基本方程出发,导出两相流瞬时能量方程并由此建立新型水流挟沙力公式,收集水流挟沙力水槽试验资料对公式中的系数进行率定。采用另外一些水槽试验资料及河流观测资料对所推求挟沙力公式进行验证,结果表明本文建立的水流挟沙力公式对低含沙水流有较高的适用性。     

明渠高含沙水流含沙量沿垂线分布的试验研究＊

本文通过室内水槽试验对含有一定细颗粒(d<0.01mm)的高含沙水流的流速分布进行了试验研究.并由理论分析、求解剪切力方程及扩散方程,得到了高含沙水流的流速及含沙量分布公式.它们既适用于描述有流核的高含沙水流,也适用于描述无流核的高含沙水流及一般挟沙水流.与实测资料对照发现,公式能较好地反映水流挟沙的实际情况,另外,通过对实测资料的分析,得到了含沙量由低向高变化时其分布形态的变化规律.     

挟沙水流流速的垂线分布公式

流速分布规律的研究是揭示一般水流和高含沙水流动性的关键。本文在回顾以往研究成就的基础上，开展了理论及实验研究。以提出的紊流涡团模式为基础，得出了挟沙紊流速分布的公，大量实测资料的检验结果表明，该公式能较真空地描述出一般挟沙水流及高含沙紊流的流速分布变化规律，具有较大的使用价值。     

多沙河流水流输沙能力的研究

河道中出现的高含沙量水流绝大部分属于非均质两相水流，和低含沙水流一样，同样存在水流挟沙力问题.但由于高含沙水流性质的改变，其挟沙能力关系式与低含沙水流存在着较大的差别.本文分析了国内应用最为广泛的水流挟沙力关系式所存在的一些问题，提出了以水流紊动支持泥沙悬移为基础的水流挟沙力公式，并通过水槽输沙试验得到了含沙量较高(S>40kg/m3)时的一种新型挟沙力公式.该公式通过黄河下游、洛惠渠等实测资料的验证，结果令人满意，可应用于计算不同河槽形态的河道输沙能力，水流阻力.     

多沙河流挟沙力研究

本文依据黄河中下游干支流14个水文站的实测资料,吸收了近年来高含沙水流的研究成果,用多元回归的方法建立了悬移质水流挟沙力的计算公式,公式将高含沙水流和一般含沙水流的挟沙力计算统一起来,并对多沙河流的挟沙机理做了初步分析,反映了泥沙级配、河道形态、来水含沙量等因素对水流挟沙力的影响,对采用的436组微冲微淤或相对平衡资料的验证表明,其总体相关系数γ=0.98,标准差δ=0.31,计算结果与实测资料符合较好,     

多沙河流挟沙力研究

本文依据黄河中下游干支流１４个水文站的实测资料，吸收了近年来高含沙水流的研究成果，用多元回归的方法建立了悬移质水流挟沙力的计算公式。公式将高含沙水流和一般含沙水流的挟沙力计算统一起来，并对多沙河流的挟沙机理做了初步分析，反映了泥沙级配、河道形态、来水含沙量等因素对水流挟沙力的影响。对采用的４３６组微冲微淤或相对平衡资料的验证表明，其总体相关系数ｒ＝０．９８，标准差σ＝０．３１，计算结果与实测资料符     

挟沙水流紊动结构的试验研究

本文通过挟沙水流紊动结构的试验,研究了其时均结构和脉动结构,明确了含轻质沙水流的紊动结构与含沙量和粒径间的关系。试验结果表明,含沙水流的卡门常数x随含沙浓度和粒径的增大而减小,而水流脉动强度则随含沙浓度和粒径的增大而加强.此外,在与清水紊流结构比较的基础上,还对挟沙水流的内部机理进行了初步探讨。     

冲积河流的水流挟沙能力

在前人研究成果的基础上分析了水流挟沙的物理模式，以挟沙水流紊动能量方程为理论基础，得出了紊动能产生项和粘性耗散项的表达式，由此推导出适用于水流的紊流三区(光滑区、过渡区和粗糙区)的挟沙能力计算式，依据天然河流实测资料和室内水槽试验资料，验证了该水流挟沙能力计算式．针对该计算式分析了影响水流挟沙能力的因素．     

高含沙水流的整体停滞淤积及其影响

河流泥沙的整体贴边停滞淤积是高含沙水流物理力学性质决定的一种泥沙运动停滞现象。它的形成与消亡对高含沙河流的洪水演进、河道演变及河道水文要素的变化有着重要影响。本文从高含沙水流的物理力学特性分析入手,探讨整体贴边淤积的形成机理,认识它的作用。研究表明：层流条件下的高含沙水流具有静态剪切应力,其大小与浑液的含沙量和相对静止时间成正比,与粒径成反比,是导致高含沙水流层流区的运动阻力随着时间增大、出现整体停滞淤积的主要原因。高含沙水流出现的许多独特现象可以从整体停滞淤积得到解释。对静态剪切应力和整体停滞淤积的认识将有助于高含沙洪水演进、河床演变和黄河水沙调控体系中的水沙调度等相关领域的研究。     

那苏瓦卡里水电站沉沙池沉沙及冲沙效果研究

在水利水电工程中一般都采用沉沙池来降低泥沙含量，减小泥沙对引水发电系统产生的不利影响，沉沙池中含沙水流流态及沉沙冲沙效果的研究就显得极为重要。基于尼泊尔那苏瓦卡里水电工程的沉沙池，采用理论公式、RNG k～ε紊流模型及体积分辨率函数VOF模拟计算了沉沙池内水沙两相流的水流形态，并详细展示了多组分泥沙颗粒组合中不同颗粒直径泥沙的沉积效果。结果表明：不小于0.2 mm粒径的泥沙沉沙率达到95%以上，数值计算结果与采用理论公式计算得出的沉沙率保持较高的吻合性，满足工程设计要求。     

高含沙水流泄流能力影响试验研究

我国河流泥沙含量较高,特别是西北、华北地区,泥沙淤积问题是工程规划时需要考虑的重要问题。西北地区高含沙水流多数都可以看成是宾汉体,其具有不同于一般水流的独特现象。本文简要介绍了高含沙水流流变特性研究成果,以亭口水库为例,对其入库高含沙水流流变特性进行研究,并通过模型试验,对比相同流量下不同含沙量时的库水位壅高程度,进而对紊流情况下含沙量与泄流能力间关系进行初步探讨。     

蒲河姚新庄以上流域产沙与输送研究

本文根据二十余年实测资料分析结合三年的现场流变试验,从高含沙水流运动的基本理论出发,给出蒲河姚新庄以上的流域产沙与输沙特性;汛期水沙关系;洪水期水沙关系;高含沙水流流动形态;含沙水流中d≤0.01mm沙量在150kg/m~3以上可输送上游全部来沙;高含沙水流的Q_2～Q关系可分为宾汉流体高沙区(S≥400kg/m~3)、宾汉流体低沙区(400kg/m~3>S≥100kg/m~3)及一般水流挟沙区(S<100kg/m~3).对不沉粒径也做了初步分析. 高含沙水流都在洪水期发生,可输送全年沙量的96％.致使河道与下游水库不发生淤积.     

高含沙水流的试验研究

本文介绍了高含沙管流紊流特性的试验研究成果。根据低含沙水流的试验结果建立了悬沙浓度分布与脉动速度垂直分量的关系。根据高含沙水流的试验结果建立了颗粒浓度对液体脉动特性的影响的关系。结合经验关系式,积分水流中悬移固相的连续方程式,导出计算水平管流中沿水深含沙量分布公式,这个公式对含沙浓度从零到最大值整个范围都适用。     

黄土高原多沙粗沙区高含沙水流发生频率的时间变化

高含沙水流的频繁发生是黄土高原多沙粗沙区产生高强度侵蚀的重要原因。本文基于1967—1989年的系列泥沙资料和面雨量资料，分析了黄土高原多沙粗沙区8个流域高含沙水流发生频率随时间的变化过程。根据其不同的变化趋势，将研究区所有流域分成了两类。第一种类型高含沙水流发生频率随时间逐渐减小；第二种类型高含沙水流随时间呈先减小后增大的变化趋势。从汛期降雨量（6—9月）及人类活动（包括人为的减沙活动和人为增沙活动）两个方面对高含沙水流随时间变化趋势的产生原因进行了分析。结果表明，第一种类型主要受到同期汛期降雨量的减少以及各种水利水保措施减沙量从上世纪60一80年代逐渐增大的影响；第二种类型的流域在上世纪60年代末到80年代初高含沙水流发生频率的减小主要是因为上世纪60、70年代大量修建的淤地坝在70年代发挥了显著的拦减泥沙的作用；但到了80年代以后，新建淤地坝很少。原有淤地坝已大部失效，另外人为的增沙活动，如修路、开矿、建窑等活动在80年代以后显著增加，上述因素促使高含沙水流发生频率在80年代初期以后呈随时间增加的趋势。     

泾河与渭河高含沙洪水特性及水流挟沙力研究

泾河与渭河高含沙洪水是黄河泥沙的重要来源,通过实测资料统计与挟沙力影响因子分析,对泾河与渭河下游的三个主要控制站高含沙洪水的物质组成、运动特性和挟沙力公式进行了探索,结合相关理论分析成果对其运动模式和挟沙机理进行了初步分析,建立了同时适用于高、低含沙水流且量纲和谐的挟沙力公式,并提出了减轻漫滩淤积或高含沙小洪水河槽贴边淤积造成渭河下游滩面抬升和河槽萎缩的减淤措施建议。     

泥沙制紊动力分析和计算方法

首次从理论上较深入地分析了泥沙影响紊流运动的力学机制，指出了泥沙惯性可能是制紊的主要因素．从现有一些试验结果的对比、综合出发，论证了含沙质量与紊动强度、涡动尺度，扩散率、临界雷诺数、利查逊数的内在关系，并提出了计算挟沙紊流特征量及水沙能量分配比的方法，文末据范诺尼槽流试验资科，算得了紊流的各基本特征量．     

黄河下游低含沙水流挟沙力研究

冲积河流在低含沙水流冲刷后，床面粗化使水流挟沙能力下降现象十分明显。三门峡水库蓄清排浑运用后，黄河下游河道汛期淤积、非汛期冲刷，同样由于断面展宽，床面粗化及悬沙组成也变粗，使得水流挟沙力急剧下降。因此讨论低含沙水流冲刷条件下的水流挟沙力是评估水库下泄大流量冲刷下游河道效果的关键问题。通过试验及野外资料提出的低含沙水流挟沙力公式，它形式简单，与已有公式不同的是，它反映了河道边界条件(即坡降、床沙粗细及断面形态)及泥沙特性对挟沙力的影响。经黄河下游实测资料验证满意，可用以定量估算下游大流量低含沙量时冲刷的减淤作用及艾山-利津河段不淤(或微冲)需要的临界流量。