长江泥沙起动流速公式探讨

本文在以往研究的基础上,从应用的角度出发,对长江泥沙起动流速进行了初步分析,根据长江泥沙实测资料,提出了长江不同种类泥沙的起动流速计算公式,可供工程应用参考。     

泥沙起动流速研究

从泥沙起动的特点出发，将瞬时作用流速、起动标准、泥沙颗粒在床面的相对暴露度及附加质量力等影响因素同时引入到推移质泥沙起动中，使分析泥沙起动时考虑的因素更加全面。采用经典力学与统计理论相结合的方法，得到了泥沙起动无量刚切应力公式。并对公式中的系数进行了数值计算。结果表明，该系数并非为一个常数，而是在一定的范围内，且随床面上颗粒的相对暴露度而变。同时，还得到了概括散粒体和粘性细颗粒泥沙的统一的均匀沙起动流速公式的上、下限。说明其系数也是在一个区间取值。 关键词：泥沙；临界切应力；起动流速     

论泥沙起动流速

通过对石英丝摩擦阻力的观察,论证了附于泥沙颗粒的薄膜水新的物理性质,明确了河底泥沙的受力情况,进而阐述了泥沙起动条件,并获得了计算公式.试验证明,这个公式不仅适用于沙石,而且也适用于粒径微小的黄土与黏土.文内并广泛地搜集了前人的试验数据以及一些野外观测数据,得到了理论曲线与实测数据极为符合的结果.     

泥沙起动规律及起动流速

文中根据泥沙运动统计理论进一步阐述和验证了泥沙起动的统计规律。严格地阐明了起动的意义,强调了起动时仍服从统一的输沙率规律。在此基础上约定了起动的数量标准,它们能概括起动的各种实际资料。此外,文中还提出了能反映一些实际现象的粘着力表达式。     

泥沙起动概率与起动流速

根据概率理论，得到床面上泥沙瞬时起动力矩的概率分布为正态分布，建立了单颗泥沙起动概率与床面上处于起动临界条件的颗粒百分数之间的关系式，得到计入起动概率因素的泥沙起动流速计算式。     

泥沙起动流速的随机分析

泥沙起动流速是河流泥沙动力学基本概念之一,对泥沙运动及河床冲淤变形研究有着重要意义.天然河流中的泥沙运动多处在紊流状态下,其影响因素极其复杂,具有显著的随机性.本文在总结前人研究成果的基础上,从流体力学层面论述了以作用于泥沙颗粒上的局部流速表示泥沙起动流速的合理性,进一步拓展分析,指出了以往公式的不足,给出了以局部点流速表示的包括散粒体与粘性颗粒在内的全沙起动流速公式,继而与各家公式作了对比;基于随机理论,给出了泥沙普遍动、少量动、个别动的判据,并将均值流速概率化,扩展了泥沙颗粒起动的范围与认知.     

再论泥沙起动流速

本文是作者４０年来研究泥沙起动公式的小结。文中对颗粒间的粘结力，水的下压力和阻力等有关参数进行了修改。通过瞬时作用流速，明确了三种起动状态间的关系，消除了起动切应力和起动流速间的不协调。对导得的起动切应力公式和起动流速公式进行了较为全面的验证，说明公式较好地反映了粗，细颗粒泥沙和轻质沙的起动规律，为研究工程泥沙问题提供了实用公式。     

再论泥沙起动流速

本文是作者40年来研究泥沙起动公式的小结。文中对颗粒间的粘结力、水的下压力和阻力等有关参数进行了修改。通过瞬时作用流速，明确了三种起动状态间的关系，消除了起动切应力和起动流速间的不协调。对导得的起动切应力公式和起动流速公式进行了较为全面的验证，说明公式较好地反映了粗、细颗粒泥沙和轻质沙的起动规律，为研究工程泥沙问题提供了实用公式。     

泥沙起动流速实测资料中异常点的检测

针对51组水槽试验泥沙起动资料,采用沙莫夫公式、张瑞瑾公式和BP神经网络方法进行检验,发现1～49组实测值与计算(训练)值符合良好,而50～51组差距较大。三种方法得到的结论相同,说明50～51组实测资料为异常点。若采用服从其他规律的试验组次进行检验,则无法判断其是否为异常点。     

粘性泥沙起动流速的探讨

本文结合琅琊山抽水蓄能电站下库库区原状土起动流速试验，对以往所采用的粘性泥沙起动流速分工进行了讨论。根据近年来明渠均匀紊流的理论研究与试验研究成果，对粘性泥沙的起动机理及起动流速的确定提出了一个设想，并给出了固结粘土的起动流速公式。本文指出，粘性泥沙的起动，除水流方面的影响外，粘性泥沙的组成及结构也是影响其起动的重要因素。因此，借鉴土力学、粘土坟物学等相关学科的研究成果将有助于此类工程问题的解决。     

泥沙起动流速的统一公式

在分析前人泥沙起动流速公式的基础上,通过理论探讨给出了泥沙颗粒间黏结力与水深引起的附加下压力的表达形式,在进行底部和平均流速换算时引入了张红武基于掺长模型与涡团模式建立的流速分布公式,遂基于黏结力与水深引起的下压力对泥沙起动具有同等重要的影响,以及天然河流泥沙运动的特征值,确定了公式的待定系数。从理论上建立的泥沙起动流速统一公式,不仅可概括粗细沙,而且能反映河床摩阻、含沙量及水温对泥沙起动的影响,并可适用于轻质沙。     

泥沙起动流速的计算方法

一、前言在水利工程建设中,泥沙起动流速的研究具有重大的现实意义。不论是解决水利枢纽上下游的河床变形问题、航道运渠的设计,灌溉渠系及沈沙池设计问题等等,都不可避免地要求正确地决定泥沙的起动流速。关于泥沙的起动流速,国内外学者曾进行过许多实验研究,目前已有了大量的研究成果,对于已知粒径及密度的泥沙,可以计算其起动流速。这些实验研究工作在水利建设中已起了巨大的作用。但应指出过     

论泥沙砾石的起动流速

在泥沙起动的希尔兹曲线基础上,讨论比较了类同的各家试验曲线变化的共同点。即最容易冲刷起动的泥沙粒径为0.1～0.2 mm;再粗或再细,其起动流速渐升。同时,从实用观点考虑,找出了希尔兹曲线和类同试验曲线的经验公式。这些曲线公式,在细颗粒方面,若与用粘聚力或抗剪强度表征的粘性土转换为等效颗粒的公式比较,起动流速的计算结果尚称一致。在粗颗粒方面与一般的起动流速测验资料和公式比较,误差较大,而且颗粒愈大,偏大误差愈大。最后还提供了非正规水流的不同流态情况下寻求河床质起动流速的方法,并作为一例给出了底流式流态情况下防冲块石的起动流速公式。     

泥沙起动流速随机特征的初步分析

采用理论分析和Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 随机模拟两种方法，以泥沙所在位置为参数，分析河床松散排列单颗泥沙起动流速的随机特征。结果表明，随试验次数增加，统计分布函数趋于理论分布，开始收敛很快，逐渐变缓。６００ 次试验，误差下降到１ ％ ；４８００ 次可降到０－０４ ％ 。６０００ 次试验中，约６０ ％ 的点据落在以平均起动流速为中心，±１８ ％ 的范围内。因为起动流速存在较大的随机性，应将其看成一个有较大范围的参数，而非一个确定的值。本文显示了在泥沙运动基本规律分析中，随机模拟方法具有一定使用价值。     

河流泥沙起动流速总结与应用

<正>我国地域辽阔,水利工程涉及的地质情况千差万别,主要有砂土、黏土、壤土等;河道设计中常常会遇到泥沙河床的河道,而此时河道的冲刷问题就成为首要问题,要想在有限的投资内更好地发挥河道的最大效益,就要对河道断面进行合理的设计,其中一个控制因素就是河道的流速,而流速取决于泥沙的起动流速。本文分析总结了前人对泥沙起动流速的研究成果,并结合工程实际进行应用取得了很好的效果。     

河湾岸坡泥沙起动流速研究

通过对河湾岸坡上泥沙颗粒的受力分析,建立了相关的泥沙起动模式,从理论上推导出了对应的起动流速公式。与顺直河床的泥沙起动公式的比较表明,沙莫夫公式只是本文公式的特例。在概化的河湾岸坡水力学模型上,系统研究了不同弯道半径、水深、流量及岸坡坡度情况下泥沙的起动流速。通过验证比较表明,用本文所给公式计算的河湾岸坡泥沙起动流速与试验实测资料和前人的研究成果基本一致。     

李保如泥沙起动流速公式修正研究

现代水力学中近壁层流层厚度可反映边壁摩阻特性,是影响细颗粒泥沙起动的重要因素。李保如泥沙起动流速公式考虑到泥沙颗粒所处边界的水力学差异及近壁层流层对细颗粒泥沙的"隐蔽"影响,将细颗粒的摩擦系数f处理为近壁层流层厚度对细颗粒泥沙"隐蔽"作用的综合影响系数,但由于当时缺乏黏性细颗粒泥沙的试验资料,导致公式在黏性细颗粒泥沙起动流速的走向上表现不佳。本文仍采用原作者的物理图形,只是将摩擦系数f的函数由近壁层流层厚度对细颗粒泥沙"隐蔽"影响项与重力作用项两项组成,进一步将前者表示为"近壁层流层厚度δ与泥沙粒径D之比"即δ/D的指数形式,并在推导δ/D的表达式时直接用曼宁公式表示谢才系数C而引入糙率n,经过实测起动流速资料分别确定指数与系数后,即得出新的泥沙起动流速公式。利用大量实测资料验证表明,尽管不去考虑概念难以判明且难以定量描述的黏结力及附加下压力的复杂影响,且也不考虑流速沿水深的分布计算公式如何表达,但只要合理考虑近壁层流层厚度对细颗粒泥沙起动的影响,同样能够建立出同时适用于黏性及散粒体泥沙的起动流速公式。     

流速与泥沙起动概率关系研究

泥沙的起动概率研究，首先直接利用对泥沙颗粒在水流中的受力情况的分析，推导出泥沙处于临界起动状态时的近底水流流速；然后运用概率论的思想，建立其与泥沙起动概率的关系；再根据相关公式将近底流速转变为容易测量的垂线平均流速，使得泥沙的起动概率可直接通过测量水流速度来确定，为泥沙起动的研究提供了一个很好的工具。