三门峡水库潼关至三门峡段冲淤计算方法

本文根据潼关至三门峡河道冲淤特性，建立了挟沙力与幺速关系式，并以此与水流连续方程、泥沙连续方程等式进行河道冲淤计算，结果与实测值吻合较好。这套计算方法已应用在三门峡水库优化调度运用研究项目中。     

黄河水库一维泥沙数学模型的初步研究

根据黄河中下游的水沙特点和水库泥沙的冲淤规律，建立了黄河水库一维泥沙冲淤数学模型。模型在动床阻力，水流挟沙力，冲淤量的横向分配以及水流，泥沙控制方程的离散，求解等方面进行了探讨，用三门峡水库潼关以下库区１９７４－１９８８年的实测水沙系列对模型进行了验证计算，结果表明，模型在冲淤总量，冲淤过程以及纵向冲淤分布等方面计算值与实测值均符合良好，应用模型计算三门峡水库在四种不同运用方案下库区的冲淤情况，计     

黄河水库－维泥沙数学模型的初步研究

根据黄河中下游的水沙特点和水库泥沙的冲淤规律，建立了黄河水库－维泥沙冲淤数学模型。模型在动床阻力、水流挟沙力、冲淤量的横向分配以及水流、泥沙控制方程的离散、求解等方面进行了探讨，用三门峡水库漳关以下库区１９７４～１９８８年的实测水沙系列对模型进行了验证计算，结果表明，模型在冲淤总量、冲淤过程以及纵向冲淤分布等方面计算值与实测值均符合良好。应用模型计算三门峡水库在四种不同运用方案下库区的冲淤情况，计算结果基本合理。     

基于两相流模式的水流挟沙力研究

水流挟沙力是泥沙研究中一个重要课题,是指在一定水流和边界条件下单位水体能够输移的饱和含沙量。当水流挟带的泥沙量与挟沙能力匹配时,河床不冲不淤;当水流挟带泥沙量与挟沙能力不匹配时,水中泥沙将与河床泥沙发生动态交换,床面淤积或冲刷,对河流床面高程产生影响。作者从考虑悬移质含沙浓度的水沙两相流基本方程出发,导出两相流瞬时能量方程并由此建立新型水流挟沙力公式,收集水流挟沙力水槽试验资料对公式中的系数进行率定。采用另外一些水槽试验资料及河流观测资料对所推求挟沙力公式进行验证,结果表明本文建立的水流挟沙力公式对低含沙水流有较高的适用性。     

渭河下游悬移质全沙水流挟沙力公式研究

为寻求有效的渭河下游水流挟沙力公式,参考相关研究成果,依据渭河下游275组实测近似冲淤平衡洪水的水力泥沙资料,对挟沙力判数、浑水相对黏度系数、浑水阻力系数、浑水中泥沙有效重度的倒数、浑水卡门常数这5个挟沙力影响因子之间的相关性进行了分析,发现浑水相对黏度系数与泥沙有效重度的倒数近乎直接相关,且这二者与浑水卡门常数有一定相关性;在5因子、4因子、3因子、2因子的各种组合模式与断面平均含沙量的拟合关系式中,相关性和精度均较好,而且自变量因子具独立性的是包含挟沙力判数和浑水相对黏度系数的2因子关系式,该关系式与张红武挟沙力公式进行的对比表明,二者的系数和指数略有出入;结合数学模型的计算要求,提出了直接代入浑水平均沉速并结合浑水相对黏度系数拟合式进行挟沙力试算,从而得到悬移质全沙挟沙力的计算方案。     

淤泥质河床冲淤分析计算

根据床面剪切力和水流挟沙力对床面冲淤的影响,针对处于冲淤平衡状态下的床面,利用权重法建立了剪切力和水流挟沙力共同作用下的床面冲淤计算公式,可以广泛地应用于淤泥质河床的冲淤计算。采用剪切力、挟沙力以及二者所引起床面冲淤率的比值等3个参数,整理得出床面冲淤类型,用以分析床面冲淤形态和床面冲淤特点。通过开敞航道淤积、顺岸式港池冲淤以及滩面流速改变引起的床面演变等3个实例,说明本研究成果有较好的实用价值。     

连云港核电站附近海域泥沙冲淤计算研究

利用连云港地区的实测资料，对窦国仁输沙关系式进行了率定和修正，推导出新的潮流和波浪共同作用下的挟沙力关系式，进而建立了非恒定的平面二维不平衡冲淤计算数模并用实测和河工模型资料进行了验证。验证表明，计算结果符合实际。用经过验证的数模，对连云港核电站各种取、排水工程布置方案进行了冲淤计算，为方案的优选提供了科学依据。     

黄河水流挟沙力公式的验证

在评述已有水流挟沙力公式验证资料选取方法的基础上,从河床变形的基本概念出发,提出了天然河道强烈冲淤的判别指标。采用该指标选取水流挟沙力公式验证资料,对各家公式验证结果进行了相关性分析和误差分析。结果表明,6组代表性水流挟沙力公式中,张红武公式的计算值与验证资料最为接近,因此建议分析河床演变和数值模拟时选用该水流挟沙力公式。     

高含沙洪水揭河底冲刷初探

本文根据试验和实测资料分析，首先改进了非均匀沙本沉速公式和挟沙力公式，使公式能较准确地反映河床的冲淤特性，特别是反映像揭河底冲刷这种剧烈的冲淤变形。冲淤量的确定按不平衡输沙公式及沙量平衡方程推求，文中给出了渭河、北洛河及黄河北干流一场高含沙大洪水揭河底冲刷过程的验算结果。     

悬移质运动规律的分析

本文根据扩散方程在不同参数值和边界条件下的数值解,建立了比较完整的悬移质运动的物理图形,并根据此图形讨论了高含沙水流的挟沙力、冲淤特性及冲泻质与床沙质的划分。     

江苏辐射沙洲潮流水道挟沙力的分析与构建

根据江苏省辐射沙洲潮流水道21个站位的连续两个潮周期的潮流、含沙量实测资料,利用比较分析和数据回归研究方法,对各潮流水道的挟沙力计算式进行分析,拟合构建了江苏省辐射沙洲海域主要潮流水道相应的挟沙力动力表达关系式。利用4#~15#站位测量数据及相应计算结果计算拟合得出了相应所在潮流水道的挟沙力关系式。同时拟合给出了4#~24#站位所在水道的水流挟沙力计算式,并发现16#~24#站位所在潮流水道的水流挟沙力关系和4#~15#测站所在水道的水流挟沙力关系式有所差别,为此,另外拟合得出了16#~24#站位所在潮流水道相关性更强的实用挟沙力经验关系式。     

黄河小北干流一维分组泥沙冲淤数学模型

本文对河道水流挟沙力，河床阻力及断面形态调整进行了分析研究，建立了龙门、华县、河津、状头至潼关河段非均匀泥沙冲淤计算的水学数学模型。模型不仅分别模型黄河干流、渭河、洛河的河床变形，同时还能反映粗、中、细各级泥沙部淤调整的规律，经过验证计算，与实测资料符合良好，可应用于生产。     

悬沙冲淤计算——隐式有限差分追赶法求解

本文应用有限差分隐式格式和追赶法同步求解水流运动方程和河床冲淤变形方程,进行水库冲淤发展过程计算。这种方法在物理图形上,比之国内目前多数采用的有限差分显式格式,即水面线与河床变形交替计算的方法,更能同时反映水力因素与河床变化相互影响相互制约的关系。在数值计算求解方程上,它也比显式差分格式具有稳定性好、允许时间步长较大、运算速度较快的优点。文中以国内习惯采用的武汉水利电力学院挟沙力公式形式作为补充方程,进行了一维等宽恒定非均匀流条件的溯源冲刷计算,以三门峡水库实测资料进行了验证。说明只要选取合适的参数,可以得到符合实际的计算结果。此外,对淤积后床沙细化所引起的糙率减小和挟沙力系数改变作些简化处理,进行一维条件的壅水淤积计算,结果可反映水库悬沙淤积平衡比降小于原河床比降的物理现象,这种现象为许多水库实测资料所证实。     

珠江河口潮汐水流挟沙力经验公式的探求

一、前言水流挟沙力是泥沙研究领域中的一个重要课题。河道的含沙量需要利用水流挟沙公式来计算,而含沙量又是河流输沙及河道演变的重要参数,因此,在进行河道冲淤计算时必须选择一个适当的水流挟沙力公式。目前对于河渠恒定流挟沙力的研究,国内外已有一些成果。而对于潮汐水     

河床冲淤幅度判别指标与水流挟沙力公式验证

以河床变形方程为理论基础,提出了河床冲淤幅度判别指标,为资料的选取及适应性评价提供了一个统一的标准.采用经这个判别指标界定的黄河中下游实测资料,对若干在黄河上较有代表性的公式进行了检验,结果表明对于微冲微淤资料,张红武公式计算点群较集中地分布在45°线两侧,计算值与实测值吻合最好;吴保生、刘兴年、曲少军3家公式计算结果较为接近,从计算值与实测值对比情况看,点群较为分散且偏小;曹如轩公式计算值与实测值相比偏大且点群散乱;刘峰公式计算值与实测值相比偏大甚多.这也说明了现有挟沙力公式本身对冲淤判别非常不灵敏,对冲淤的反应功能都相当弱.同时表明,在水流挟沙力公式验证中引入冲淤幅度指标可以增强所选资料的合理性,具有较好的实用性.     

黄河下游河道冲淤模型的构建与验证

针对黄河下游现状宽河治理和防护堤窄河治理两种模式,构建一维非恒定水沙数学模型,根据黄河含沙量高、水沙搭配多样、地形边界复杂等特点,甄选适用于模型构建的水流挟沙力、挟沙力级配、泥沙恢复饱和系数、动床阻力、床沙级配等计算公式。根据计算长系列年水沙条件,提出了计算出口边界的动态修正方法。采用黄河下游1976—2010年实测水沙、级配及断面法冲淤量对模型进行了验证,验证结果能够反映整个系列洪水在黄河下游的冲淤变化规律,计算精度满足生产需要。     

水流挟沙力双值关系研究

根据沙玉清教授挟沙力为双值关系的论点，在分析研究实验室及野外原型观测资料的基础上，对沙玉清的挟动比速公式含沙量影响的校正，得出了临界淤积、临界冲嵋两个挟沙力公式，公式既能用于一般挟沙水流的冲淤问题，又能用于高含沙水流的冲淤问题，尤其是较好地描述了黄河下游清水冲刷呈现的难点，物理概念明确，物理图形清晰，经黄河实测资料验证，公式有良好的适用性。     

论饱和输沙及非饱和输沙计算方法

本文从冲淤过程的机理出发,推导出了二度恒定非均匀流中泥沙扩散方程,求出了含沙量沿程变化规律,着重讨论了水流挟沙力与含沙量的关系. 本文仅就均匀沙进行了讨论,对于非均匀沙还有待于进一步研究.     

长江口悬沙挟沙力公式参数的率定与验证

利用长江口水域丰富的实测资料,通过建立切应力模式与挟沙力模式分别计算得到的底部泥沙通量相等的关系,对比分析确定其中相关量后,计算出泥沙恢复饱和过程中挟沙力与含沙量之间的修正值,并以长江口2005年8月的实测水文资料率定出挟沙力计算公式的待定参数.最后,利用长江口2007年8月及11月北槽及南槽的实测含沙量资料、2009年4至8月北槽航道疏浚后的实测回淤量资料进行验证,说明采用的挟沙力计算公式具有较高精度,适用于长江口的工程应用.     

低含沙量条件下张瑞瑾挟沙力公式中参数确定及其在荆江的应用

水流挟沙力公式及其参数选取的合理性,直接影响到悬沙输移及河床冲淤变形的计算精度。在少沙河流,张瑞瑾水流挟沙力公式被广泛应用,但其系数和指数在不同研究中取值差异较大。本研究首先选取长江中游相对冲淤平衡状态下的水流含沙量资料共计573组,将其近似等于水流挟沙力;然后点绘水流挟沙力和水沙综合参数的关系,从而确定参数k和m的计算关系;最后将完善后的水流挟沙力公式嵌入到一维水沙动力学模型中,模拟了长江中游荆江段2016年的水沙输移过程。计算结果表明:当挟沙力公式中参数采用计算式确定时,各水文站计算和实测含沙量平均相对误差在26%～36%之间;而这些参数取为常数时,含沙量平均相对误差范围为39～49%。因此当采用计算式确定张瑞瑾挟沙力公式中的参数时,相较于取值为常数,水沙输移过程的计算精度更高。故该方法解决了以往在低含沙量条件下不易确定挟沙力公式中关键参数的难题,提高了水沙数学模型的计算精度。