悬移质含沙量沿垂线分布的探讨

在前人研究成果的基础上，洞用Ｅ．Ｍ．Ｌａｕｒｓｅｎ的研究途径，首先建立了泥沙平均紊动扩莠系数的表达式；进而求解二度、均匀、冲淤平衡条件下的泥沙扩散方程，并猓上应的含沙量沿垂线分布公式；采用较多实测资料对对所获公式进行的分析表明，公式具有一定的实用价值。     

含沙量沿垂线分布的简算法

本文以指数流速分布公式为基础，推导出悬移质含沙量沿垂线分布扩散系数εy的计算公式，与各家泥抄扩散系数εy作了分析比较，并导出了含抄量沿垂线的分布公式。克服了Rouse公式在水面含沙量为零的缺点。结合西北特点提出黄土地区悬移质含沙量分布规律，引用黄河实测资料验证公式结构正确，计算方法简便。     

悬移质含沙量沿垂线分布公式的简化

利用数学变换，提出用平均含沙量表示的悬移质含沙量沿垂线分布公式，公式结构简单，在引水入流挟沙力公式后，得到在既不知道河底某一点含沙量，也不知道垂线平均含沙量的情况下，可以借助公式求得垂线上任一点的含沙量。     

含沙量沿垂线分布的简算法

本文以指数流速分布公式为基础,推导出悬移质含沙量沿垂线分布扩散系数εy的计算公式,与各家泥沙扩散系数εy作了分析比较,并导出了含沙量沿垂线的分布公式,克服了Rouse公式在水面含沙量为零的缺点。结合西北特点提出黄土地区悬移质含沙量分布规律,引用黄河实测资料验证公式结构正确,计算方法简便。     

河流悬沙垂线平均含沙量的研究

根据悬沙取样器放不到河底所产生的含沙量测验误差,从理论上得出了随着取样器放到河底下限距离的增加,测得的垂线平均含沙量的变化规律是逐渐增大到极值,然后变小,到某一位置等于真实的全垂线含沙量,实测资料证明了这一点。文中给出了控制测验误差的方法。     

小浪底水库异重流垂线流速和含沙量分布研究

对小浪底水库异重流断面流速和含沙量垂线分布进行了研究,结果表明:异重流断面垂线最大流速点下的流速分布符合指数分布,最大流速点上部流速分布可按照高斯正态分布计算,含沙量垂线分布符合常数为最大含沙量的抛物线分布。据此结果导出了异重流垂线流速分布公式和含沙量垂线分布公式,可以较好地模拟小浪底水库异重流断面流速和含沙量的垂线变化规律。     

明渠水流含沙量沿垂线分布研究

本文在分析天然河道高含沙水流实测含沙量分布的基础上，得到泥沙紊动扩散系数εs沿垂线分布的规律是：河底为零；河底至相对水深Y／H＝0.2范围内εs随水深增加而变大；Y／H＝0.2至水面区间基本是一常数，这与Anderson整理分析一般低含沙水流资料得到的结论是一致的，然后用分析所得的紊动扩散系数εs的表达式代入泥沙扩散方程求解析解，导出二维均匀明渠水流在平衡情况下悬移质含沙量沿垂线分布公式，该公式克服了经典的Rouse公式的两个缺陷，且与天然河道实测资料吻合较好。     

不平衡输沙含沙量垂线分布公式研究

不平衡输沙过程伴随着含沙量垂线分布的调整,韩其为较早提出了不平衡输沙含沙量垂线分布公式,但由于引入了三个未知参数,使公式的应用受到较大限制。通过数学变换简化了其公式,使未知参数由三个减少为两个,并探讨了所得公式的适用范围,含沙量均匀分布的条件,各因素对含沙量垂线分布曲线形态的影响。提出了检验不平衡输沙含沙量垂线分布公式合理性的方法,分别从定性和定量两个角度进行了检验。     

长江黄河垂线流速和含沙量分布规律

根据长江和黄河实测的流速、悬移质含沙量及其级配的垂线分布资料，分析了它们变化的规律性，检查了现有理论和经验公式与实测资料的符合程度，并对有关参数进行了探讨，分析表明：各垂线流速分布可以用指数流速分布公式和对数流速分布公式表示，各垂线含沙量分布既可用指数分布又可用对数流速分布导出的含沙量公式表示。相对水深η＝ｙ／ｈ＝０．４处的流速和含沙量及级配基本上都等于垂线平均值。从而可知，用η＝０．４处的流速和     

基于悬移质泥沙分布理论的泥沙扬动流速公式

扬动流速是泥沙由间歇性滚动、滑动、跳跃运动转化为悬浮运动的临界流速,确定扬动流速对于预判沙质河床冲淤状态具有重要意义。在回顾前人研究成果的基础上,认为扬动流速概念适用的对象主要是非黏性沙质颗粒,它们的扬动状态同含沙量垂线分布图形存在的关系较为清晰,从而依据张红武及张罗号先后建立的含沙量垂线分布公式分别计算了不同悬浮指标下相对含沙量为0.85时的相对水深,得到一定水流条件下的颗粒悬浮高度拟合关系式,再通过假定泥沙扬动的临界状态为颗粒实际离开床面的运动高度已达相对水深0.03,即可得出泥沙扬动流速公式。通过与沙玉清和张罗号扬动流速公式的比较以及沙质河床实测水沙资料的检验,结果表明本文建立的泥沙扬动流速公式能较好地描述天然河流的泥沙扬动规律。     

泥沙悬浮的特征长度和悬移质浓度垂线分布

通过对紊动水流中混合掺长概念的类比,本文引入了泥沙作悬浮运动的特征长度的概念并讨论了其表达式的确定方法,从而在未经引入任何流速分布公式的情况下得到了一个悬移质浓度分布的统一公式,几乎所有已有各家公式均为本公式的特例。本文所采用的方法具有许多优点,采用本文的有关结果也便于从统一的高度来分析以往类似公式之间的内在联系、各公式的合理性及局限性。     

基于Rouse公式的紊流区悬沙粒径级配垂线分布规律

基于Rouse公式及紊流泥沙沉速公式,分别推导得到了紊流时的悬沙粒径及级配垂线分布公式,前者直接量化了泥沙“上细下粗”的垂线分布规律,后者则可用于计算不同水层及垂线上总的悬沙粒径级配。通过实例,应用粒径级配计算公式得到了不同水层的悬沙粒径级配。结果表明:泥沙粒径“上细下粗”的分布规律明显;在越远离床面的水层,细颗粒所占的比重越大,粒径分布越均匀。当考虑悬浮高度影响时,以最大粒径悬沙的最大悬浮高度为界,该高度之下级配“等宽”,该高度之上级配“上窄下宽”。     

非粘性悬沙垂向浓度分布的数值模拟及水槽试验

本文应用Ｋ－ε紊流模型，通过对悬沙运动扩散方程的数值求解，建立了计算悬沙浓度水深分布的数学模型。该模型未对扩散方程本身作任何简化，并采用速度场和浓度场耦合求解，因此精度较高，该模型应用方便、其结果与实验值吻合较好，是一种研究河流非粘性泥沙垂向浓度发布的新的尝试。     

垂线平均含沙量两种表述方法之比较

表达沿垂线平均含沙量的方法通常有流量法与面积法两种，但在实际运用中常发生混淆。本文讨论了两种垂线平均含沙量之间的关系，指出面积平均含沙量需要大于流量平均含沙量。含沙量及流速分布越不均匀，两者差别就越大，当悬浮指标２≤０．３时两者相差不到１０％，最后还对两种垂线平均含沙量的应用作了初步搪塞。     

明渠含沙水流的垂线流速分布特性研究

 为了进一步研究明渠中含沙水流的垂线流速分布规律,在水槽系统中对明渠恒定均匀含沙水流进行了系列试验,利用实测流速资料,计算分析了时均流速的垂线分布。结果表明：在宽深比比较小的明渠中对最大流速点修正的对数公式可以很好地符合实测数据;水槽中心位置的卡门常数要比其边壁附近的小;卡门常数随着含沙量的增加而减小。通过对明渠含沙水流垂线流速分布特性的研究,增强了对明渠含沙水流垂线流速分布规律的认识。     

平面湍流混合层流动的统计理论

本文提出了不可压缩粘性流体充分发展的湍流流动的逐级迭代法。此方法能有效地求解脉动速度的高阶关联函数，并修正平均速度和低阶关联函数的精度，应用此方法给出了平面湍流混合层流动的一级近似的二阶、三阶和四阶脉动速度的关联函数，并同实验结果进行了比较，两者符合得较好。     

基于紊流模型的一个悬移质挟沙力公式

基于紊流模型，建立悬移质消耗的紊动动能与水流功率之间的相关关系，提出了一个新的悬移质挟沙力公式。公式经过实验资料与野外资料的验证，并与几个同类公式的比较，结果表明本文公式能更好的反应悬移质挟沙力随水流功率的变化。     

The Vertical Distribution of Runoff and its Suspended Load in Lake Malawi

Lake Malawi, in south-eastern Africa, is subject to increasing loading of suspended solids caused by land use pressure in its watershed. Whether this load is transported into the lake as overflow, interflow or deep underflow determines to a large extent its effect on the lake ecosystem. In this paper, vertical distributions of suspended solids in the Linthipe River delta region of the lake are described from multiple surveys during two rainy seasons. These data are supplemented by data from a single survey near four northern rivers also tributary to the lake. Profiles of temperature, conductance, and suspended solids concentrations (SSC, estimated from optical backscatter and beam transmission) are used to identify fluvial intrusions into the water column. Most inflow plunged to the seasonal metalimnion where it spread along high density gradients as interflow. While SSC in surface plumes rarely exceeded 10 g m⁻³, and in intrusions in the lower metalimnion was rarely greater than 1 g m⁻³, concentrations up to 420 g m⁻³ were recorded in interflow near the thermocline. Although storm runoff density often exceeded 100 m depth-equivalence in the lake, underflow density was reduced to metalimnion-equivalence (30–50 m depth) within a few 100s of meters of the river mouth. We attribute bottom-attached turbid layers, and the few unattached turbid layers in the lower metalimnion, all with positive conductance anomalies, to sediment resuspension and not to runoff. We conclude that the upper metalimnion is the prevailing pathway carrying watershed runoff horizontally throughout Lake Malawi.