试论推移质输沙率公式

推移质输沙规律研究是泥沙基本理论的重要内容.在对前人主要研究成果开展述评的基础上,进一步从能量平衡观点及能耗图形出发,全面考虑影响河流推移质运动的因素,合理确定不同条件下的泥沙起动流速、摩阻参数A65与水下休止角,建立了物理图形清晰、结构合理、便于使用且适用性更强的推移质输沙率公式.采用大江大河与中小河流资料以及试验室实测资料对公式的检验结果表明,文章建立的公式(19)在不同条件下均能同实测点据接近,有效提高了推移质输沙率公式的计算精度和工程实用价值.     

泥沙起动条件分析及推移质输沙率公式

基于床面均匀泥沙颗粒相对位置关系,确定了瞬时作用流速及有效作用高度,建立了平坡泥沙起动条件与床面泥沙暴露度的关系.从理论上分析得到,泥沙跃移起动要求水流条件最高,滚动起动及滑动起动取决于泥沙颗粒的暴露角,且暴露角 θ 不随拖曳力系数CD和上举力系数CL的变化而变化.当暴露角 θ 小于42.8°时,泥沙更易于滚动起动;当...     

长江上游推移质泥沙输沙率公式检验

适用于长江上游的推移质输沙率计算公式还未得到普遍接受。选取八个代表性公式，采取分散度比较法，利用长江上游8个测站（点）共计1290组实测资料对其进行检验。分析发现：（1）Engelund-Hansen公式精度相对最高，Yalin公式次之；若计算水流强度和输沙强度大的河流（如乌江、虎跳峡上峡口）时，Park公式计算精度较高。（2）各家公式并不适用于受下游峡谷洪水期雍水影响的河段（如奉节河段）。     

Einstein推移质公式的改进研究

很多学者对Ｅｉｎｓｔｅｉｎ推移公式建立过程中的冲刷概率，泥沙无因次单步运行蹁和泥沙交换时间等方面进行了深入研究与改进，并得到了改进后的推移质输沙率公式。     

基于相对暴露度的河床冲刷率及推移质输沙率公式

爱因斯坦推移质输沙率公式的理论框架得到普遍认可,但公式在细节处理上尚存在一些不足,很多学者对其进行了修正和改进,但至今有关床面泥沙随机分布特性仍欠考虑。基于床面泥沙相对暴露度概念,计入床面泥沙随机分布特性,采用滚动起动模式,建立了床面泥沙冲刷概率,并对爱因斯坦推移质输沙率公式进行了修正与完善。经实测资料验证,修正后的输沙率公式与实测资料符合良好。     

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.     

一个推移质输沙率经验公式的推导

推移质输沙率的研究是泥沙运动力学的一个主要研究内容。较有影响的公式有Mayer-Peter、Einstein、Bangnold、Yalin、Engelund及White公式等。这些公式在文献[1]中已有详述,对各家公式与试验资料也进行了比较,如图1所示。各家公式     

Einstein均匀沙推移质输沙率公式的修正

为更好地完善推移质输移理论,采用无后效的Markov过程描述床沙、推移质和悬移质运动的随机性,推导了新的推移质输沙率公式结构.引入隐蔽角的概念,进一步量化分析床沙位置分布特性.采用全概率泥沙起动概念,推导了考虑水流条件随机性和床沙位置分布特性的泥沙起动全概率.基于垂向脉动流速,得到了泥沙起悬概率,最终构建了新的推移质输...     

泥沙起动判别条件和推移质输沙率

在建立考虑了泥沙起动概率因素的散体泥沙起动流速计算式的基础上，讨论了泥沙起动概率，泥沙平均起动颗粒百分数，泥沙起动流速系数和推移质输沙率之间的关系．若以沙莫夫起动流速公式对应的起动流速系数值作为沙质河床起动临界条件的约定值时，相应的泥沙起动概率为０．１２７１，床面泥沙平均起动颗粒百分数为１２．７１％，无量纲推移质输沙率Φ为０．００３３５．这些结果与实际情况是基本符合的，可作为室内或野外观测泥沙起动的定量判别条件．     

水库下游近坝段卵石推移质输沙率的研究

水库下游近坝河段推移质输沙问题十分复杂,涉及到多方面因素的影响.本文分析了水库下游近坝河段卵石推移质的产输规律,引入临界起动粒径的概念,建立适用于近坝河段的起动流速公式.选择适用于近坝河段的成勘院经验公式并对参数加以率定,结合近坝河段起动流速公式建立近坝河段的卵石推移质输沙率公式,经检验结果基本吻合.     

沙质河床推移质输沙率计算研究

沙质河床推移质输沙计算无论在河流动力学的基本理论研究,还是在工程应用方面都有重要意义。本文回顾了前人主要研究成果,认为因推移质输沙率测验精度低而使现有公式多不适用于典型沙质河床,故在阐明推移质与悬移质泥沙交换运动机理基础上,借助因测验精度较高而在学科研究较成熟的悬移质含沙量垂线分布公式,通过向河底外延推求出推移质泥沙输沙率,并充分考虑泥沙粒径、水流强度及水力摩阻特性对沙质推移质输沙厚度的影响,得到了物理概念清晰、形式较为简明的沙质推移质输沙率公式。通过黄河细沙河床实测资料验证结果表明,本文建立的公式比前人推移质输沙率公式具有较高计算精度,可以应用到推移质输沙率测验精度不能保证的沙质河段的河床变形计算。     

非均匀沙卵石推移质输移随机特性研究

使用天然尺度的实验室渠道观测了在恒定流的条件下非均匀卵石床面的推移质运动变化过程,采集到了更高精度、更长时间序列的输沙率变化过程,分析了输沙率统计变化对采样时间的依赖性。实测推移质输沙率的脉动现象十分剧烈,且当采样时间越小时,这种脉动现象越剧烈。来流为4300L/s,采样间隔分别为2、5与10min情况下,输沙率脉动值较平均值分别大约4.8倍、3.3倍与2.7倍;来流为5500L/s,采样间隔分别为2、5与10min情况下,输沙率脉动值较平均值分别大约3.2倍、2.1倍与1.9倍。卵石推移质单宽输沙率的离差系数、无量纲脉动强度以及无量纲极差值均随采样历时与无量纲希尔兹切应力的增大而减小。利用本次试验成果,通过多元线性回归得到的卵石推移质单宽输沙率的离差系数、无量纲脉动强度以及无量纲极差值与采样历时以及无量纲希尔兹切应力的关系式可为工程应用提供参考。     

粉沙质海岸泥沙特性实验研究

本研究根据泥沙性质，提出了滩面泥沙中值粒径介于０．０３ｍｍ￣０．１２ｍｍ的海岩为粉沙质海岸，并对其泥沙特性进行了实验研究。结果表明，粉沙质海岸泥沙特性除了与中值料径有关外，还与级配有关。当泥沙中粘性细颗粒物质含量较高时，其整体体现淤泥质泥沙特性，当泥沙中粘性细颗粒物质含量较低时，整体体现散粒体泥沙特性，其运移形态前者是以悬移质运动为主，后者地既有悬移质运动又有推移质运动。对于推移质输沙，其输沙率不     

非恒定流作用下砾石推移质输移特性试验研究

基于水深与流量的变化率提出了反映水流非恒定强度的无量纲参数P。利用水槽非恒定流输沙同步测试系统试验研究了非恒定流作用下砾石推移质的输移特性。试验资料分析表明,非恒定流作用下的砾石推移质输移具有明显的随机性、间歇性与阵发性。水流的非恒定性对输沙率峰值的脉动性有影响,对P＞0.32的强非恒定流而言,若输沙率样本数少于20,将会给输沙率结果带来较大的偏差。非恒定流作用下输沙率与水流要素变化具有不同步性,并与水流非恒定强度有关。P＞0.32时,输沙率峰值一般滞后于流速峰值;当P＜0.32时,可能出现输沙率峰值先于流速峰值的现象。非恒定流作用下砾石推移质平均单宽输沙率（或输沙量）与单宽流量（或径流量）、非恒定强度参数P有关,随P的增强而加大。     

长江上游推移质泥沙输沙率公式的检验

对现有推移质输沙率8个代表性计算公式,采取分散度比较法,利用长江上游8个测站(点)共计1290组实测资料对其进行检验,以探讨其对长江上游输沙律的适用性。分析发现：各公式的计算结果非常分散,其中EngelundHansen公式精度相对最高,Yalin公式次之;若计算水流强度和输沙强度大的河流(如乌江、虎跳峡上峡口)时,Parker公式计算精度较高。各家公式并不适用于受下游峡谷洪水期雍水影响的河段(如奉节河段)。     

A method for improving predictions of bed-load discharges to reservoirs

Effective management options for mitigating the loss of reservoir water storage capacity to sedimentation depend on improved predictions of bed‐load discharges into the reservoirs. Most predictions of bed‐load discharges, however, are based on the assumption that the rates of bed‐load sediment availability equal the transport capacity of the flow, ignoring the spatio‐temporal variability of the sediment supply. This paper develops a semiquantitative method to characterize bed‐load sediment transport in alluvial channels, assuming a channel reach is non‐supply limited when the bed‐load discharge of a given sediment particle‐size class is functionally related to the energy that is available to transport that fraction of the total bed‐load. The method was applied to 22 alluvial stream channels in the USA to determine whether a channel reach had a supply‐limited or non‐supply‐limited bed‐load transport regime. The non‐supply‐limited transport regime was further subdivided into two groups on the basis of statistical tests. The results indicated the pattern of bed‐load sediment transport in alluvial channels depends on the complete spectrum of sediment particle sizes available for transport rather than individual particle‐size fractions represented by one characteristic particle size. The application of the method developed in this paper should assist reservoir managers in selecting bed‐load sediment transport equations to improve predictions of bed‐load discharge in alluvial streams, thereby significantly increasing the efficiency of management options for maintaining the storage capacity of waterbodies.     

大比降卵砾石河流输沙率试验研究

针对我国西部地区大比降卵砾石河流的比降和河床组成,采用1m宽水槽对大比降卵砾石河流的输沙率进行分析研究。分析结果表明：（1）水槽试验数据与现有推移质公式对比,比较有代表性的Meyer-peter（1948）、Engelund（1976）两个公式计算的输沙率偏大,与Ackres＆White（1973）公式计算值较为接近。（2）根据Ackres＆White（1973）的结构形式,补充大比降卵砾石河流泥沙起动条件,假设推移质运动强度与水流有效运动强度成幂次关系,得到大比降卵砾石河流输沙率公式形式。（3）通过水槽试验数据,拟合出适合大比降卵砾石河流的输沙率公式。     

有色颗粒示踪方法在推移质实验中的应用

本文结合一项非均匀推移质输移实验,详细介绍了用数字图像技术获取有色示踪颗粒运动速度和沿程分布的方法,并结合实际应用,探讨了该方法的优点与不足。国内外以往研究鲜有跟踪粗化床面上的颗粒运动,因此本研究可为泥沙学者提供重要的学术和技术参考。