波、流共同作用下的近底泥沙输移及航道骤淤预报

波、流(包括潮流和风吹流)共同作用下的输沙机理是波浪轨道速度掀沙与挟沙，波浪传质速度、潮流速度和风吹流的合成速度输沙。根据波动水流能量及泥沙运动原理，参考窦国仁推导底沙输沙率的方法，推导出波浪、潮流和风吹流共同作用下的底沙输沙率公式。对于细颗粒泥沙，底沙输沙实质上是近底泥沙(包括浮泥)的输移；应用本文公式对大风期黄骅港外航道的骤淤进行验证计算，得到与天然较符合的结果。另外，根据近年的实践，改进以前的浮泥输沙公式，给出二种输沙的计算模式。本文是作者1987年以来研究此问题的总结。     

山东省水库总输沙量与实测悬移质输沙量比值及淤积泥沙干容重的变化规律

为解决在无实测推移质及临底悬沙资料情况下的总输沙量的计算和研究水库淤积规律,现根据我省部分水库淤积测量资料,分析推算了不同河流的总输沙量和总输沙量与实测悬移质输沙量比值(以下简称为总悬比α)以及淤积泥沙粒径和干容重的变化规律,成果如下。     

全沙模型试验的一种设计方法

本文对在同一模型中同时复演悬抄，异重流和底沙３种形式的泥沙运行进行了探讨，以悬沙，以沉降相似和扬相相似设计泥沙，保证挟沙能力和冲淤时间相似，及泥沙级配相似；对异重流，就满足异重流发生条件的相似，保证含沙量和淤积时间相似；对底沙，以满足起动相似设计泥沙，使输沙量及冲淤时间相似，３种形式泥沙运动的冲淤时间比尺应基本一致，最后，给出了某工程设计实例。     

垂直点阵集沙仪的集沙效率

垂直点阵集沙仪是挟沙气流中输沙量垂线分布测量的主要仪器，各类垂直点阵集沙仪的集沙效率有所不同，因而相应获取的实测资料之精度也差异较大，作者将大量实测输沙量垂线分布数据与获取这些数据的集沙仪类型相联系，分析了各类垂直点阵集沙仪的集沙效率。发现在近床面区各种集沙仪的集沙效率都较低提出了“集沙效率指标”。即用近床面区实测输沙量分布与上段输沙量确定的分布在近床面区外延计算值之间的偏离程度来反映各种集沙仪的集沙效率变化特征，在风速和沙粒粒径相似的条件下，集沙效率指标值越大，对应的集沙效率也越高，单管集沙仪的集沙效率最高，一般点阵式集沙仪的集沙效率次之，台阶式点阵集沙仪的集效率最低。集沙效率指标随集沙仪类型的变化主要受集沙仪中单个进沙口高度影响，反映了集沙仪内部排气状况的重要性。通过对气流速度和沙粒粒径等因素对集沙效率影响的讨论，提出了可以通过改善近床面区集沙条件，减小集沙进沙口高度等方法来提高集沙效率的建议，这些对进一步研制高效的集沙仅都具有参考价值。     

不平衡输沙河段冲淤量计算典型因素影响探讨——以长江三峡水利枢纽上下游河道为例

断面地形法与输沙量法为计算河段冲淤变形比较常用的方法,由于测验仪器、方法的限制及测验误差的影响,两种计算方法得到的结果常存在差异。在三峡水库库区以及大坝下游荆江河段,实地开展了长江临底悬沙、不平衡输沙测验等工作,根据观测资料,综合考虑输沙量法与断面地形法计算冲淤量的影响因素,分析了对冲淤计算影响较大的典型因素,尝试在排除干扰因素影响的前提下,给出了两种方法的计算差别。     

嘉陵江流域水沙变化趋势及其对长江宜昌站的影响

通过对嘉陵江北碚站多年平均径流量和输沙量的统计分析发现嘉陵江年均径流量和输沙量关系变化可分为4个时段，各时段年输沙量有明显递减，通过流域内水利工程建设时期和水土流失治理时间的分析，得出1985年前减沙的主要因素是水利工程的建设，1990年后减沙则主要是水利工程建设和水土流失治理措施共同作用的结果，嘉陵江减沙是引起长江宜昌站1988年输沙量减少1亿t和以后继续减沙的主要原因，嘉陵江减沙趋势及其对长江减沙的影响将在今后较长时期内得以维持。     

不同底坡的均匀沙起动条件

在讨论了床面均匀沙颗粒起动标准、起动概率及隐暴度的基础上，采用泥沙滚动平衡模式推导了不同底坡的均匀沙起动条件，并给出了起动切应力计算式中参数的取值。经验证，由起动切应力转化为起动流速的计算结果与试验实测值较为吻合。     

弯道环流悬移质横向输沙公式研究

为解决现有的弯道悬移质横向输沙公式形式复杂、不便使用的问题,对Odgaard线性环流流速公式进行了简化,同时,以简化的环流流速公式和Laursen悬移质含沙量公式为基础,推导了弯道悬移质横向输沙率公式。公式验证结果表明:①简化后的线性环流流速公式形式简单,与实测资料符合较好;②推导得到的弯道悬移质横向输沙率公式变量较少且形式简单,在无高精度计算弯道悬沙横向输移的要求下,可用于实际工程的近似计算;③弯道环流引起的下部输沙量始终大于上部的输沙量。     

阎王鼻子水库库区来沙分析

利用实测水沙资料，对大凌河泥沙产区分布来源进行了分析，确定了降雨、径流与悬移质输沙量的相关、相似关系，找出了影响输沙量年际变化的主要因素．分析结果表明，输沙量与年水量变化是相关的．最后对阎王鼻子水库泥沙年入库量进行计算，说明年来沙量很大，必须加强流域治理和水库冲沙、排沙的科学调度．     

三峡水库的来沙分析

采用实测水沙资料，分析了三峡以上流域产沙的地区分布及来沙组成，建立了降雨与河流年悬移质输沙量关 系，论证了河流年输沙量随降雨量的大小和暴雨时空分布不同而变化的规律．分析结果表明，输沙量与年水量变化基本对应，且具有不规则的周期性变化，属随机事件．最后根据近年宜昌站水沙观测资料，说明了宜昌站输沙量的变化趋势．     

枢纽下游航道整治线宽度的确定方法

根据水利枢纽下游浅滩的碍航特性以及是否受到枢纽下泄水流的非均匀流影响,将碍航浅滩分为4种类型,分析了非恒定水流的输沙能力,讨论了碍航浅滩年内输沙不平衡的处理方法。在此基础上,提出了枢纽下游航道整治线宽度计算公式。该公式简化后与规范所推荐的公式一致,并采用汉江资料进行了计算。     

长江中游干流悬沙垂线分布研究

为探明长江中游河段悬沙垂向分布规律,在总结分析相关研究成果的基础上,进一步用实测资料对Rouse公式、张小峰公式、E M Laursen公式、莱恩-卡林斯基公式进行了对比研究及合理性分析,选择适用于长江中游各段悬沙垂向分布计算的合理公式。结果表明:当泥沙颗粒较细且含沙量较小(S0.1 kg/m~3)时,Rouse公式、张小峰公式、E M Laursen公式、莱恩-卡林斯基公式的计算结果与实测资料都比较吻合;在含沙量较小、紊动较大的中泓处,张小峰公式和E M Laursen公式的计算精度高;在长江中游河段近两岸处,莱恩-卡林斯基公式的计算精度较高。     

玛纳斯河总干渠推移质输沙率公式分析

根据红山咀站实测资料,选取120组参数比较全的数据进行统计分析,并代入具有代表性的输沙率公式中对玛纳斯河总干渠卵石推移质输沙率进行计算,将计算结果与实测输沙率进行对比分析,结果表明列维输沙率公式计算结果与实测值吻合较好,较适用于玛纳斯河总干渠推移质输沙率的计算.     

非均匀沙床面平衡浓度

根据近底非均匀沙交换的随机 力学模式首次从理论上建立起非均匀沙床面平衡浓度公式，将床面平衡浓度表示为起动、不止动和悬浮概率以及单步运动平均时间比B的函数关系。残差修正灰色系统模型和指数拟合关系用于悬移质平衡浓度竖向分布实测资料以获得床面平衡浓度值，据此确定理论公式中的参数B.床面平衡浓度计算与“实测”值比较结果令人满意，意味着本文提出的公式是合理的，可作为悬移质运动微分方程的底部边界条件。     

黄河干流河道输水量与输沙量关系研究

在系统回顾已有河道输水输沙特性研究成果的基础上,从张瑞瑾水流挟沙力公式入手,引入来流含沙量的概念,推导出河道输水量与输沙量关系式。采用实测资料分析,分别得到了黄河干流河道兰州至利津站不同河段的输水量与输沙量关系式,各式的相关关系均较好。黄河干流各河段输水量与输沙量关系特点的分析表明:兰州-石嘴山和潼关-利津河段的该种关系受大型水利枢纽运行影响较大,石嘴山-头道拐与头道拐-潼关河段的该种关系分别受比降变化和支流入汇影响较大;随着来流含沙量的增大,自动调整作用使各河段的该种关系中输水量对输沙量的影响逐渐减小。     

非均匀沙推移质输沙率及其级配计算

本文根据水流功率理论,导出了非均匀沙推移质输沙率公式,并考虑了床沙运动的随机性及床面粗化对输沙率的影响;提出了推移质级配计算的公式。由非均匀推移质输沙率及其级配计算公式的计算值与作者、Samaga、Gilbert试验值及长江新厂(二)站、美国东汊河实测值吻合较好,并且能够用于均匀沙的推移质输沙率计算,具有广泛的通用性。     

杭州运西河网沿程含沙浓度和淤积规律研究

为了研究泥沙在杭州运西河网内的沿程输移淤积规律,基于非均匀沙不平衡输移理论,结合黏性非均匀沙起动概率公式和非均匀沙水流挟沙能力公式,得到改进后的河网悬移质沿程含沙浓度计算公式。计算了杭州市从钱塘江引水至运西河网“四港四河”内的悬移质沿程含沙浓度及河网沿程淤积率。结果表明：河网引入钱塘江水后,河网内悬移质含沙浓度呈明显的沿程减小趋势。在引入流量相同时,河网淤积率随引入水体含沙浓度的增大而增大;当引入水体的含沙浓度相同时,河网淤积率随引入流量的增大而降低。研究结果可以为该区域河道清淤提供参考。     

沙质海岸外航道回淤计算方法及其检验

开挖航道的泥沙回淤已经有相对成熟的计算公式,但各公式及其参数的选取需结合具体海域及泥沙条件而定.在沙质海岸外航道回淤计算中,应考虑底沙和悬沙两种形式的淤积.针对现有公式的理论基础及适用条件,探讨了采用组合公式进行计算的方法及可行性.采用半理论半经验公式(刘家驹公式和罗肇森公式)估算了铁山港规划方案外航道开挖后的回淤强度,比较工程竣工和历时一年半后航道地形测图,该方法预报的回淤成果符合实际,说明在沙质海岸采用刘式计算悬沙落淤、采用罗式计算底沙回淤,组合得到航道回淤强度是一种有效的计算方法.