宽级配卵石推移质输移随机过程的分维研究

深入探讨、分析长江三峡工程上游河道宽级配卵石推移质输移特点及其随机过程，更清楚地认识三峡工程回水变动区河道泥沙运动规律是一个很重要的研究课题。本文应用70年代发展起来的现代数学手段分形（分维）几何学，R／S分析，对长江上游年来沙量过程进行分形特性分析，用R／S分析计算其分形维数，表明长江上游悬沙和推移质年沙量的分形维DH分别为1．321和1．378；赫斯特数H分别为0．679和0．622，均大于0．5，根据分形几何学，R／S分析原理，说明三峡工程上游来沙量发展过程发现为正相关，是具有持久记忆性，周期性的随机过程－分式布朗运动过程，长江上游沙量发展趋势有可能表现为：良性循环或恶性循环”两种，长江上游来沙量必须依靠持久的水土保持治理和水库群拦截，否则会出现恶性循环的可能，文中用分形几何学，R／S分析方法对宽级配卵石推移质输移实测随机过程进行计算，结果表明对测量时间间隔8－9分钟的采样，所获得的输沙率随机过程的分组数DH＝1．47（H＝0．53），接近马氏过程（DH＝1．5），测量时间间隔3分钟的采样，所获得的输沙率随机过程的分维数DH＝1．33（H＝0．67），为非马氏过程，表明过程具有持久记忆性和周期性。     

三峡水库变动回水区河道推移质输移特性研究

通过对三峡库区有关的野外实测资料、模型试验和计算资料，分析了三峡水库变动回水区河道推移质输沙特性，三峡水库运行末期，变动回水区泥沙淤积物以沙质推移质为主，其中上段还有孵石推移质。从上游往下游，泥沙淤积物的颗粒逐渐变细，主槽的粒径组成粒粗，而边滩的粒径组成较细。随着水库运行年限的增长，主槽泥沙颗粒经历着粗化过程，而边滩却处于不断细化过程。主槽中原来淤积的细颗粒泥沙由于新淤积粗颗粒的保护和荫蔽作用，主槽的泥沙尽管粗化，水库运用后期的主槽淤积物仍有较细的泥沙颗粒存在，对于物模试验中放水过程对推移质输沙的影响、水库变动回水区所特有的碍航现象，以及修建向家坝和溪洛渡水利枢纽后变动回水区的推移质泥沙输移等问题，还有待在相性基础理论中进一步研究。     

推移质泥沙在植物“柔性坝”上游段的输移特性

通过室内水槽模型试验,研究了植物坝对坝前上游段推移质泥沙输移的影响。结果表明:①植物坝具有较好的阻水拦沙作用;②推移质泥沙输移过程中,泥沙群前端最初呈三角形分布,越靠近坝体,三角形分布越不明显;③植物坝前上游段进口断面输沙率与推移质泥沙的运动速度不是呈简单的线性关系,在相同条件下,可能存在一个临界输沙率,越接近这个临界输沙率,推移质泥沙的运动速度就越快,大于这个临界输沙率后,泥沙的运动速度又会变慢。     

不连续宽级配床沙推移质输沙率特性试验分析

通过水槽试验对不连续宽级配床沙的推移质输沙率进行试验研究.深入分析、探讨了不同水流强度及不同床沙组成对连续与不连续宽级配床沙输沙率的影响.在已有研究成果的基础上,构造了考虑床沙不均匀性的相对水流强度表达式,着重研究了相对水流强度与推移质输沙率函数的关系.利用试验资料对提出的表达式进行回归分析,确定了有关参数.最终确定的...     

非均匀推移质级配研究

本文根据脉动流速服从正态分布和输沙平衡时床沙与推移质泥沙颗粒的交换处于平衡状态的概念,经理论分析和试验研究,得到了适用于宽级配非均匀沙河槽的推移质级配计算方法,该方法的计算结果与水槽实验资料和野外实测资料吻合较好     

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。     

山区河流卵石推移质的输移特性

通过对床面颗粒的受力分析，在岷江都江堰河段和青衣江姜射坝河段的实测资料基础上，导出了卵石推移质运动状态数与爱因斯坦的推移质运动强度函数的关系，能较好地反映四川山区河流卵石推移质时均输沙率与水沙因素的关系，用对数正态分布描述卵石推移质输沙率的随机特性，证明在95％的置信水平下是成立。     

不均匀沙的推移质输移规律的研究

本文详细地分析了不均匀沙与均匀沙翅动和输移规律的主要不同点。指出：不均匀沙的起动和输移过程又是一个床沙粗化或细化过程，两者互相制约。具有不恒定的特性。使得不均匀沙的起动和输移复杂多变，与同粒径的均匀沙相比较，较细颗粒的动动流速高于均匀沙；较粗颗粒的起动流速又低于均匀沙。这一临界粒径的大小，随不同的床沙而异，床沙越粗、组成越不均匀。粗化作用越大，这临界粒径也越大。     

长江上游推移质泥沙输移特性分析

从长江上游的水沙特征、无因次水流强度指标和泥沙输移强度相关关系和推移质随机特性等方面进行了深入分析.结果表明:长江上游床面泥沙级配宽、粒径大,河床形态各异且沿程变化较大,无因次功率W* 和切应力τ*可以作为预测输沙强度Φ的水流强度指标,推移质泥沙运动表现出很强的随机性.这些结果对长江上游推移质研究有一定参考价值.     

非均匀推移质级配研究

根据脉动流速服从正态分布和输沙平衡时床沙与推移质泥沙颗粒的交换处于平衡状态的概念，经理论分析得到了适用于宽级配非均匀沙河槽的推移质输沙率及其级配计算，由非均匀推移质输沙率及其级配计算公式的计算值与Davies、Day、Gessler、Little和Mayer等水槽试验值及美国东汊河、Tanana河、Snake河及长江宜昌等河道实测值吻合较好。     

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.     

宽级配卵石泥沙颗粒特性的分维值及其应用

针对过去床沙粗化实验中依据推移质输沙量确定粗化稳定的不足,利用分维测度提出了两种新的判别方法,即通过计算分析粗化层及推移质级配分维值稳定程度而加以识别。通过实验资料计算验证,得到了较满意的结果,对研究泥沙级配特性及粗化稳定具有积极指导意义。     

金沙江下游支流河段推移质输沙率公式初探

选取金沙江下游龙川江、小江、牛栏江 3 条典型支流,对其进行水槽平衡输沙试验,并分析总结现有的推移质输沙率公式,以计算该 3 条支流的推移质输沙率。将试验成果与计算结果进行对比分析,结果表明：①从公式立论基础上看,以能量平衡为主要理论依据的公式计算值偏大;②从公式形式上看,以河段比降为主要参数的公式计算值偏大;③综合考虑各水力要素, Ackers White 公式 ,Einstein Brown 公式和长江科学院输沙曲线 , 较适用于金沙江下游支流河段的推移质输沙率的计算。     

百色水利枢纽推移质泥沙计算方法探讨

为了解泥沙淤积对航运码头的影响，对百色水利枢纽推移质输沙量进行了计算，重点探讨了输潲量公式中最大粒径、比降、糙率等参数的确定及基本输沙率的计算。     

天然河流沙质河床上器测推移质输沙率含义的商榷

作者基于天然河流沙质河床上的推移质和悬移质两类运动形式的泥沙,不存在一个能够截然划分的界面,认为在沙质河床上利用推移质采样器实测的推移质输沙率,其组成不都是推移质泥沙,其中尚包括悬移质中的床沙质泥沙。为此,本文分析了长江中游干流宜昌和汉口水文站河段利用推移质采样器实测的推移质输沙率和与之相应测次的、按测时水沙条件计算的临底流层内悬移质中床沙质泥沙输沙率的相关关系,论证了沙质河床上器测推移质输沙率中推移质泥沙和悬移质中床沙质泥沙组成的机理。     

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。     

中国和美国的推移质泥沙采样器野外比测试验

中国和美国已研制出多种推移质采样器 ,用以在变化范围很大的水流、泥沙条件下采样。由于采样器的设计原理不同和缺乏现场比测资料 ,这些采样器采样结果的可比性不明确。本文给出了五种采样器的输沙率及其它性能的现场比测结果。这五种采样器包括美国地质调查局设计的刚性框架的赫尔—斯密斯采样器 (以下称HS -1型 )和它的加大型 (以下称HS -1a型 )、沱特尔河TR -2型采样器以及中国长江水利委员会 (长江委 )研制的Y78-1型刚性框架采样器和Y80 -2型软底网式采样器。在美国各采样点比测HS -1型采样器的输沙率为Y78-1型的 3.0倍 ,而在中国比测的仅为 1 .2倍。两国比测点上流速和推移质粒度的明显差别可能是导致这一差异的原因 ,两国在采样技术和比测方法方面的差别也稍有影响。在中国的比测 ,HS -1a型测定的输沙率平均为Y80 -2型的 4.4倍 ,TR -2型测定的输沙率平均为Y80 -2型的 2 .2倍。比测过程中取得的经验有助于增加对推移质采样器设计特性的理解 ,并强调了使用不同设计的采样器来测定沙粒或较大的砾卵石泥沙的推移质输沙率是必要的。     

条件概率在推悬比统计分析中的应用

本文依据概率论原理，通过建立条件频率曲线的方法，论证推悬比的频率曲线，即悬移质发生的条件，相应推移有条件频率曲线。以长江新厂站实测资料例，对如何建立频率的曲线的工作程序，方法、图表等，作了详细说明，为泥沙工程中确定推移量、延长推移质系列、改进泥沙测验布局，提供了一个新方法。