冲积河流粗化后的床面沙粒阻力

通过理论分析提出了与泥沙起动水力条件及泥沙重度有关的泥沙等效粒径的概念及其计算方法,并在此基础上提出了一种计算粗化后床面沙粒粗糙尺度的简化公式,对其取值方法及区间进行了说明。该式表明床面上沙粒粗糙尺度不仅与泥沙颗粒的重度及水的重度有关,且与一定水流条件下形成粗化层时床面上泥沙颗粒的最大起动粒径有关。采用国内外70组天然河道及试验室实测资料,对本文提出的床面沙粒阻力计算公式进行了验证,结果表明该公式的计算精度令人满意。该公式可以用来计算冲积河流粗化后的床面沙粒阻力。     

冲积河渠床面阻力试验研究

本文分析总结了在可调坡循环长水槽内进行的冲积床面阻力试验资料,同时分析了国内外其它大量水槽试验及天然冲积河渠的床面形态及阻力资料.结合对冲积床面阻力影响因素的物理分析,总结提出了预报冲积河渠床面阻力的规律及公式,同时提出了区分床面形态低能态和高能态的判别公式,初步搞清和提出了过渡区的阻力关系.根据本文提出的公式,可以计算预报不同水沙条件下长江三峡库区淤积河段、长江中下游、黄河下游及各种冲积河渠的床面阻力.     

冲积床面形态及阻力的水槽试验研究

本文通过水槽试验,对中径为0.22mm的床沙,比较系统地研究了冲积床面形态及阻力规律.试验中观察到沙垄消亡时的床面形状比较规则,沿程分布比较均匀.试验结果表明,同一沙粒阻力条件下,沙波相对高度及陡度随水深增大而减小,床面形态过渡区,水流阻力不仅随沙粒阻力增大而减小,而且与相对水深有关.同一沙粒阻力的水流,其阻力系数随水深增大而减小,在床面形态过渡区,阻力系数相差不大,沙粒阻力是影响床沙质含沙量的主要因素.     

受泥石流入汇影响主河床冲刷粗化稳定试验研究

受泥石流入汇影响，主河床随不同河段级配常呈显著差别，特设计了10组床沙分段组成的粗化模式进行试验，认为清水冲刷只有在该段上游没有泥沙起动输移动研究区域时，才是严格意义上的清水冲刷粗化，否则应研究上游区段冲刷输移量及其沿程沉积量和对下游区域的影响程度，此外，还研究了受分段影响区域的初始和粗化稳定后床面高度统计量变化幅度以及稳定后沙粒阻力的表示方法，得出了利用床面高度变化统计量均方差σ比用床面糙度尺寸Ks选取的代表粒径更能体现综合糙率曼宁系数n值。     

沙质河床清水冲刷粗化的研究

研究了沙质河床清水冲刷粗化机理，即它不是靠推移质冲刷，而主要是靠悬移质冲刷，在粗化过程中产生沙波，形成与水和条件相适应的稳定的沙波运动，建立新的平衡。据此，提出了河质河床粗化物理模式和计算方法。     

冲积河流河床横向变形的初步数学模拟

本文从宏观角度对主槽摆动与坍岸等河床横向变形进行了数学模拟,用黄河、长江一些资料验算表明,本模型可估算主槽摆动与坍岸的相对数量及河床演变过程中断面形态的演变趋势. 冲积河流河床横向变形是研究冲积河流河床演变的一个重要问题,对两岸国民经济建设有着重要的意义.不少学者都对此作过一些考虑.本文试图从宏观角度对主流摆动与坍岸进行数学模拟,并通过断面形态的变化影响水沙演算.     

冲积河流河床形态判别标准

冲积河流河床形态判别标准［印度］Ｐ．Ｋ．Ｓｗａｍｅｅ等１前言在冲积河流上，由于水流和泥沙特性的变化，床面和水面的形态特征随之发生变化。１９５９年，加德和艾伯森根据床面和水面类型的特点，把它们加以分类并称之为水流情势（ｒｉｇｉｍｅｓｏｆｆｌｏｗ）。此处...     

北江下游河道阻力分析研究

河道糙率作为表征水流能量沿程损失的重要参数,不仅仅是河流水沙输移模拟中必须考虑的问题,而且该参数的取值对河道治理规划设计也起到至关重要的作用,利用河道阻力学进行水流的分析计算对水利工程的施工等有着及其重要的作用。     

冲积性河流河床横断面形态研究与进展

冲积性河流河床横断面形态的变化调整,不仅影响河流的排洪输沙能力,而且还会影响河流两岸堤防的安全与稳定、岸边土地的规划利用及居民的正常生活生产。为此,深入研究河道横断面形态调整规律及其机理具有重要意义。主要对冲积性河流河床横断面形态现有研究成果和进展进行总结,归纳现有研究方法的优点与不足,提出有待进一步研究的问题:①现有研究手段和方法的完善。基于实测资料的经验分析,虽然简单方便,但其局限性很大,许多成果只对具体的实例有较好的适应性;而数学模型仅能模拟室内模型小河或人工渠道的调整过程,对于复杂天然河流的模拟,还需要进一步完善。②注重实测资料分析与理论研究的结合,深化对河床断面形态调整内在机理的理论认识。目前较为流行的力学理论、线性理论和滞后响应理论所建立的模型中各个影响参数和调整的内在机理都还有待进一步研究细化。③应拓展现有计算方法的应用范围。以往的计算方法一般是针对某一特定河段建立的,缺乏在其他河段的应用,需要扩大应用计算方法的适用范围,提高实用性。     

冲积河流河床稳定性综合指标

冲积河流河床稳定性指标在实践中是判断河流泥沙运动强度、沙丘运动引起的河床变形强度和划分河型的依据。河流动力学研究成果表明,河床纵向稳定性取决于河道纵向水流输沙能力,而纵向水流输沙能力与纵向水流参数成比例。类比于纵向稳定性与纵向水流参数的关系,认为横向稳定性与横向水流参数成比例,以及河床稳定性综合指标取决于纵向稳定性与横向稳定性的对比。经推导,得到了反映水流动力因素、河床几何尺寸和边界特征的河床稳定性综合指标一般表达式。根据天然河道和模型小河的河型资料,确定河床稳定性综合指标。该指标反映了河床综合稳定性且可以用来进行河型判别。     

河岸与河底相对粗糙度对河道平衡形态的影响研究

边界条件对河流地貌形态具有重要影响,基于河道边界阻力水力半径分割方法,利用变分方法研究河岸与河底相对粗糙度对冲积河流平衡河道形态的影响.结果表明,河岸与河底相对粗糙度对河流达到平衡时的最大输沙率有一定的影响,但对河道平衡形态的影响非常显著.在临界和平均水力几何形态关系式中,随着河岸与河底相对粗糙度的增大,河宽关系式的系...     

表面糙率与明渠紊流猝发现象

采用流场综合分析法将流动显示与计算机图像处理相结合，在不同表面糙率的条件下重点研究紊流的猝发形态和特性.研究表明，表面粗糙度对明渠紊流拟序结构的特征有重要影响.猝发喷射角约为35～75度，随表面粗糙雷诺数增加趋于增大；喷射高度可达1/8水深；喷射尺度和清扫尺度均有随雷诺数增大的趋势.增大粗糙雷诺数明显增加了多头群体喷射现象，以致形成“喷射垫层”，清扫须在床面附近逐步深入推进；由于大雷诺数增加了群喷延续时间及清扫与喷射相持时间，无量纲猝发周期明显加大.分析还表明，在喷射迸发区域水体动能和紊流耗散率较床面附近提高了数倍.     

河流动床阻力影响参数分析及其计算研究

动床阻力计算对河流研究和工程问题解决十分重要。自20世纪中叶起利用现代水力学知识计算动床阻力的方法陆续出现,本文对现有成果进行了分析评述,并对经典的Einstein和钱宁等阻力计算方法进行剖析,发现基于水力半径分割假说建立的动床阻力算法,不适用于研究主要由悬移质输沙强度决定床面形态的水流阻力问题。为此,本文首先选取有代表性的基本物理量,同实测糙率值进行相关性分析,确定出主参数;通过数据分析确定水深和能坡的指数后,运用造床流量下床沙中值粒径公式计算河床比降;基于能坡I计算需体现河床比降主导影响的同时应考虑边岸局部水头损失作用的认识,给出能坡修正式,再引入能体现沙粒和含沙量对动床摩阻的影响的因子,建立了动床阻力计算新方法。大量实测资料验证结果表明,本文公式计算精度高,适用性强。     

水库淤积平衡坡降的分析

 根据冲积性河道和水库淤积后稳定河床形态的形成原理基本相似的规律，通过大量冲积性河道及水库等实测资料，对平衡坡降进行了分析研究，提出了比较简便的、符合实际的平衡坡降计算公式。     

基于植被粗糙度的生态渠道阻力系数研究

天然渠道中遍布种类众多的水生植被,河道中的植被在改善水质、减少水土流失和生态修复中起到了重要作用,但同时也会产生阻力,影响河流流速的大小以及流量的分布。本文通过对植被化河道阻力系数进行理论分析,分析出相对粗糙度和阻力长度是影响植被阻力系数的两个关键因子。通过收集到的不同学者不同工况条件下刚性植被的实验数据,利用遗传算法获得植被阻力系数的计算公式。最后通过对比实验及验证组的实测数据与公式计算值,验证该公式对于计算植被阻力系数的精确性。结果表明：本文提出的植被化生态渠道的阻力系数公式相对简洁,模拟精度较高,为阻力系数公式在植被化渠道中的应用提供了参考,对植被化渠道的流量预测及生态修复提供了理论依据。     

含柔性植物明渠水流阻力特性试验研究

利用水槽试验研究了无草、淹没型、非淹没型柔性植物水流阻力特性的变化规律,分析了含植物明渠沿程水面比降和阻力系数的变化特性。得到各植物阻力系数变化与尼库拉兹曲线基本相似,紊流范围内同样可划分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区;探讨了各植物明渠等效河床的问题,据此确定了各植物的粗糙度,对植物粗糙度、水流雷诺数和阻力系数之间的关系进行了分析,并通过对各植物水流阻力系数的分区回归计算,得到各植物水流阻力的分区经验表达式,该方法能较好地应用于含植物明渠水流阻力系数的推求。     

弯曲河道床面形态规律的研究

本文对弯曲河道床面形态规律进行了较全面的理论分析与试验研究，给出了床面形态高度和波长的计算表达式，并用美国ＦａｌｌＲｉｖｅｒ原型观测资料进行了验证，结果令人满意     

冲积河流糙率由来与计算方法研究

为在水力学及河流学科教学与研究中减少误解,本文在系统回顾了前人明渠流速计算公式研究成就的艰辛过程中,指出教科书与文献存在的误解;并在述评糙率公式优缺点后,指出了现有方法存在的问题。认为在曼宁水流阻力公式是纯经验公式和糙率测验精度实难保证的状况下,且今后相当长时期内人们尚难科学描述沙波兴衰机理及沙粒沙波阻力转换关系,给出糙率理论公式很不现实;建立实用性公式需抓住Fr这个同其他判别沙波运动状态的参数有关联性与可替代性的首要参数;构建出可适应模型试验反映的"n随Fr增大而减小,Fr很小时n会较大"变化趋势的公式形式后,根据冲积河流"糙率最大值一般为糙率较小值的10倍"的实际情况与"Fr=0.5时糙率接近动平床糙率"的动床模型试验结果,确定待定系数与参考糙率,建立了糙率简便公式(21)。为提高公式精度和适用范围,以沙粒阻力因子反映沙粒肤面阻力作用,遂给出体现沙粒肤面摩擦影响的动床糙率公式(22),并通过引入浑水卡门常数适当考虑含沙量对水流能耗的影响,进一步给出了考虑床面沙粒与含沙量共同影响的糙率计算公式(23)。大量冲积河流实测资料系统验证表明,本文建立的糙率公式明显比现有公式更符合实际。     

冲积河流稳定平衡条件与断面几何形态的数理分析

冲积河流稳定平衡条件长期以来被认为无闭合解,致使众多经验假说得以应用。本文通过将两个无量纲断面形态参数宽深比和边坡角度引入到冲积河流三大基本运动方程中,详细分析了推移质输沙率与这两个变量之间的复杂关系,从数学上推导得出冲积河流达到稳定平衡的水动力学条件是推移质输沙率最大。河流达到稳定平衡时的过水断面形态数学表达式表明,天然冲积河流在平滩水位时所展现的水力几何关系是河流通过调整过水断面形态达到的稳定平衡的结果。