水流挟沙力的统计理论计算方法及其应用

将水流挟沙力作为二维问题处理是水流挟沙力研究的重要方向,采用非均匀沙水流挟沙力的统计理论方法,根据泥沙状态概率和有效床沙级配,推导了悬移质挟沙力、推移质输沙率和推悬比统计理论公式,利用黄河下游水沙资料对公式进行验证,并与半经验悬移质挟沙力和推移质输沙率公式进行计算对比验算。计算结果表明,采用统计理论公式计算中、低含沙水流非均匀沙悬移质挟沙力较为准确,统计理论方法计算的推悬比较为稳定,黄河下游底悬比在0.06~0.11之间变化,可以采用统计理论方法的推悬比公式计算黄河下游的漏测底沙量。     

两相非均质流输沙平衡关系及挟沙力研究

对非均质流挟沙力研究现状分析表明,目前悬移质水流挟沙力公式存在的问题:一是未能正确反映水流势能转化为动能过程中必须考虑的阻力因子;二是未能正确处理泥沙颗粒的非均匀性特点;三是未能正确计算悬液黏度对颗粒沉速的影响。本文基于大量室内平衡输沙试验及野外河渠准平衡输沙观测资料,建立了非均匀沙悬移质输沙平衡关系,得到了新的适用于各级含沙量的非均匀沙悬移质挟沙力公式。进而根据建立的输沙平衡关系,得到了挟沙水流的不淤流速及阻力坡降关系,可用于河道治理及渠系设计。     

水库下游冲刷的数值模拟—模型的构造

由于水库下游冲刷过程中悬移质与推移质、推移质与河床质、河床质与悬移质交换机理及床沙粗化机理的复杂性,使得研究水库下游冲刷数学模型的难度较大。 为了研究水库下游冲刷、河床演变问题及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文建立了一维全沙数学模型,模型考虑了非均匀悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。文中考虑了冲刷过程中挟沙能力的沿程调整,挟沙能力包括以下三个方面,即悬移质中细颗粒部分从累计效果看不参予与床沙交换(冲泻质),这部分泥沙全部计入挟沙能力;悬移质的粗颗粒部分落淤到床面与床沙交换后部分地计入挟沙能力;床沙中可悬浮部分从床面冲起后部分地计入挟沙能力。非均匀沙推移质输沙率公式考虑了床沙运动的随机性及床沙粗化对输沙率的影响。床沙级配的调整采用CARICHAR混合层模型。对计算中经常遇到的关键性问题提出了处理方法。     

非均匀沙水流挟沙力研究

本文对平衡输沙和不平衡输沙情况下非均匀沙水流挟沙力规律进行了研究，得到了平衡输沙时非均匀沙分组挟沙力公式及可能挟沙力经验曲线，定性分析了非均匀沙可能挟沙力与均匀沙挟沙力之间的差异，并且探讨了来沙条件对水流挟沙力的影响，提出了非平衡输沙时瞬时挟沙力和有效挟沙力概念及计算方法。     

一种新的河道—维水流泥沙运动数值模拟方法

本文对悬移质挟沙力、床沙级配变化方程、泥沙运动差分方程组求解等问题进行了较深入的研究,提出了合理、有效的处理方法,建立了既可计算非均匀悬移质不饱和输沙,又可计算非均匀推移质输移的一维全沙模型.模型计算结果与实测资料吻合较好.将所建模型用于研究三峡工程变动回水区泥沙问题,取得了一定成果.     

水库下游冲刷的数值模拟──模型的检验

文献（１）建立了水库了游冲刷的一维数学模型，模型考虑了非均匀悬移质不饱和输移，非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整。本文利用系统的水槽试验资料及汉江丹江口水库水游，长江葛洲坝下游冲刷资料对文献（１）提出的模型进行了全面检验，检验结果表明，计算的冲淤量及沿横断面分布，出口断面含沙量过程，推移质输沙率，各河段床沙粗化过程及水位过程均与实测资料吻合较好。     

平衡状态下非均匀沙级配的分析研究

本文基于底沙运动交换模式，在平衡状态下由沙量守恒关系建立了推移质级配和悬移质挟沙力配的计算方法，并经实测资料的检验，计算结果表明：无论推移质级配还是悬移质挟沙力级配，计算值均能与实测值基本相符，表明它们是合理的，可在理论研究和生产实践中参考应用。     

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。     

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.     

非均均沙水流挟沙力公式的初步研究

本文以“制紊假说”为理论基础，从能量平衡出发，考虑了浑水相对粘滞性、上游来水来沙条件及床沙级配等因素对水流挟沙力的不同影响，建立新的非均匀沙分组水流挟沙力公式。收集天然河道实测水文资料对公式中的系数进行率定，并验证所建立的公式，结果表明，使用本文建立的非均匀沙流挟沙力计算公式。能计算一般含沙量及高含沙水流的挟抄能力，准确性较高。     

山西土壤侵蚀与泥沙特征分析探讨

文中分析了山西自然地理因素对土壤侵蚀的影响，同时对河流泥沙特征、分布规律、时空变化等方面进行了探讨。     

长江中游泥沙输移规律及对防洪影响研究

本文对长江中游近期泥沙输移规律进行了综合分析，建立了螺山至汉口河段和洞庭湖区泥沙淤积比λV与三口分沙比λS之间的定量关系。通过分析得到洞庭湖区和螺山至汉口段各时期多年平均泥沙淤积总量基本保持在180×106t，分沙比的减少调整了螺山至汉口河段与洞庭湖区之间的淤积关系，使得洞庭湖区少淤积的泥沙转移到螺山汉口河段淤积，抬高了长江中游地区的水位。因此，长江中游防洪的核心是如何处理宜昌每年多来的180×106t泥沙淤积问题。     

流域泥沙灾害与泥沙资源性的研究

泥沙灾害与泥沙资源性是流域泥沙的重要属性,二者在一定条件下可以相互转化。本文论述了泥沙淤积、泥沙冲刷、岸滩崩塌、山地崩塌与泥石流、粗沙淤积的土地沙化等泥沙灾害,指出泥沙灾害具有时空分布的不均匀性、渐变性或突发性、群发性、转化性及危害严重性等;流域泥沙资源化的主要途径包括填海造陆及造地、引洪淤灌、堤防淤临淤背、建筑材料、湿地形成(河流、湖泊与河口海岸)等,指出流域泥沙资源化及其优化配置既要解决思想观念、基本理论、目标效益等方面的问题,还要考虑与水资源联合配置问题。     

近50年来长江中游泥沙输移变化

 对1950年以来长江中游泥沙输移资料作了初步分析。分析结果表明：20世纪60年代下荆江裁弯后,三口(松滋口、太平口、藕池口)分流分沙减少,下荆江径流量和输沙量相应增加,洞庭湖泥沙淤积减少;80年代中期以后,长江中游干流及洞庭湖出口的年输沙量呈减少趋势,城陵矶至武汉河段河床由淤积转为趋向冲淤平衡三峡工程初期蓄水运用后,长江中游含沙量沿程恢复距离较长,但床沙质部分恢复距离相对较短。     

浅谈泥沙研究的困难

经历了一个世纪的泥沙研究仍有许多重要的问题未能彻底解决。本文从泥沙研究本身的几个特点进行了初步分析,说明困难的原因,以期进一步推动问题的解决。百家争鸣,优胜劣汰,是泥沙研究取得进步的一个必由之路。     

黄河流域主要泥沙汇堆积过程及输沙量的长期变化

黄河流域是地表巨大的输沙系统之一,受气候变化和人类活动的影响,其输沙量经历了显著的变化。探讨了全新世以来黄河流域3个主要泥沙沉积汇的堆积变化过程以及黄河输沙量的变化过程,揭示出在人类活动逐渐增强的主要影响下,宋代以后黄河输沙量经历了加速增加的过程,近几十年来在气候变化以及水利水保措施作用下黄河输沙量又经历了逐渐减少的过程。与历史时期相比,近年来黄土高原坡面和沟道的侵蚀产沙量仍较大,仍需长期开展水土保持工作。20世纪中期以前,由于黄河输沙量逐渐增加,因此黄河下游与渭河盆地及小北干流年沉积量也都呈现一个逐渐加速的过程,两者沉积量年增加的比例比较接近,与黄河输沙量年增加的比例一致。近几十年来,下游主要受大堤防洪能力及来沙变化影响、渭河盆地及小北干流主要受三门峡水库水位和来沙变化影响,年沉积量起伏变化,2003年以来两泥沙汇都发生了持续冲刷过程。河套平原是黄河上游最大的泥沙汇,1949年以前400多a的平均沉积量接近0.9亿t/a,1950年以来年均沉积量较之前长期平均值高,受来沙系数变化影响,经历了两个起伏周期,近期进入低谷。     

夹马口灌区泥沙问题及处理对策

夹马口灌区工程运行四十年来，共上水22．3亿m^3，同时也将400万m^3泥沙输送到灌区的各级渠道及沿线。泥沙时水泵、单机出水量、泵站装置效率和干支渠道以及灌区的农田造成了一定的影响。通过采取避沙、拦沙、建浮体泵台、喷涂水泵受磨部件、改造干支渠道等综合对策，能以较低的成本进行泥沙处理，从而解决因泥沙而对灌区造成的诸多负面影响。     

东钱湖底泥环境特征与疏浚方案

在目前以环境和生态治理为目的的底泥疏浚工程中尚无相应的技术标准和规范为指南的情况下,以宁波东钱湖水环境综合整治可行性研究成果为基础,制定了东钱湖底泥环保疏浚方案。详细阐述了该方案涉及的主要内容:底泥污染特性及污染状况分析,疏浚平面范围、疏浚深度及疏浚工程规模的确定,疏浚底泥处置及余水处理等。     

牡丹江干流中下游河道泥沙补给分析

通过分析牡丹江干流中下游河道泥沙特性,研究河道泥沙输移及补给规律,在对牡丹江干流河道梯级枢纽建成前后河道的水沙变化进行分析的基础上,并根据已有的泥沙资料,结合社会经济发展对砂石的需求,对牡丹江干流中下游河道的泥沙沉积量进行计算,研究确定泥沙补给量与开采量的关系,从而为牡丹江干流河道合理采砂提供依据.