河口及近岸水域3维悬移质泥沙数值模型

本文详细介绍了对河口及沿海水域悬移质泥沙输移数量进行预测的3维分层总合模型。该模型运用了有限差分法求解悬移质泥沙的质量守恒和动量守恒方程以及泥沙输移方程。为求解悬移质泥沙输移方程，运用了算子分离法和高精度有限差分格式。该模型已分别对照不同水流类型和边界条件     

一维非恒定非均匀泥沙数学模型研究

本在一维非恒定泥沙数学模型的基础上，引进韩其为对恒定泥抄数学模型的研究方法．考虑泥沙非均匀性的影响，对悬移质泥沙连续方程进行了离散，得到了非恒定非均匀条件下的悬移质含沙量计算公式。运用Preissrmttm四点差分格式离散水流方程，与泥抄连续方程非耦台求解．用此模型对白河堡水库淤积进行了验证计算，与实测淤积地形符合良好。在得到断面在任意时刻的古沙量的同时，还可得到断面在任意时刻的悬移质泥沙组成。     

河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型

根据河口“波浪掀沙，潮流输沙”的泥沙运动机制，引入“波浪幅射应力”反应波浪对水体和泥沙的驱动力．考虑波浪对底部泥沙作用力、波浪对水流挟沙能力的影响及风场对水流和泥沙运动的影响．同时考虑泥沙粒径大小、水体含盐度、含沙量及水流紊动程度等因素对絮凝沉速的影响．用ＡＤＩ算法求解沿水深平均方程，破开算子法解悬移质不平衡输沙方程及河床变形方程，引入通度概念处理岸滩不规则边界，建立河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型．通过实测资料及卫星摇感图像对所建数学模型进行检验，表明它可以较好地预测河口泥沙的运动     

明渠挟沙水流中悬移质的床面平衡浓度

本文通过泥沙颗粒运动的概率密度输运方程，推导出床面附近运动的泥沙颗粒的概率密度函数及相应的泥沙颗粒向上运动和向下运动的通量，建立了计算明渠挟沙水流悬移质床面平衡浓度的关系式。通过与试验资料及经验公式的比较对本文建立的关系式进行了检验，结果表明本文所得计算公式与实际符合较好，可用于悬沙床面平衡浓度的计算。     

平面二维非均匀沙数值模拟方法

本文基于三角形网格划分，从平面二维水流泥沙的基本方程及基础理论出发，针对方程的基本特性采用剖开算子方法，将水流运动方程及悬移质扩散方程剖分成对流、扩散及传播三部分并提出了各自相应的计算方法；连续方程采用有限体积法进行计算，保证了水量的守恒；泥沙计算中采用平面二维非均匀沙水流挟沙力公式，并着重对河床冲刷过程中悬移质含沙量、级配，床沙级配等沿时空变化特性进行了计算分析，模拟了概化河道中床沙抗冲层的形成过程.数值实验表明，该方法边界符合良好，计算量小，能准确地模拟河床冲刷过程.     

引黄灌区非均匀沙运动数学模型研究

泥沙问题是制约引黄灌区可持续发展的重要因素，灌渠的规划设计阶段和日常的运行管理中都需要掌握渠道的泥沙冲淤情况。本文根据一维水流非均匀沙运动方程，结合灌区灌溉特点和测量资料情况作了概化处理，建立了适合于灌区的非均匀沙冲淤计算的数学模型。模型中考虑渠系沿程的分水分沙和冲淤交换，将断面流量按渠段划分并计算，悬移质泥沙按粒径分组计算，根据分组水流挟沙力和非均匀悬移质不平衡输沙公式计算泥沙含沙量。模型采用山东簸箕李灌区的实测资料进行验证，表明模型可用于预测不同来水来沙条件下非均匀沙在渠道内的运动淤积分布情况。     

伶仃洋海区二维不平衡非均匀输沙数学模型

采用贴体正交曲线坐标下的水流运动方程及悬移质平衡输移方程等建立了伶仃洋海区二维不平衡非均匀输沙模型。其中泥沙输移的非均匀性采用分组粒径法来模拟，根据实测的泥沙级配资料，模型将泥沙分13组。针对河口泥沙双向交换的特点，对泥沙冲淤函数作了改进。并采用最新的实测地形资料和洪、枯两组水文组合条件对伶仃洋海区主要水文站点的实测资料进行验证，其水流、泥沙运动验证精度基本都能达到规范要求，海区含沙量分布与遥感图十分相似。     

感潮河段水沙数学模型研究与应用

感潮河段的水流和泥沙运动均具有很强的非恒定性,采用有限体积法建立了一套感潮河段平面二维水流泥沙数学模型。模型采用同位网格的SIMPLEC法对水流方程进行离散和求解,较全面地考虑了非均匀悬移质及推移质运动,具有较好的普遍适用性。以长江下游口岸直河段和仪征河段为例,分别对模型作了定床和动床计算,计算结果与实测值符合较好,从而证明了模型的可靠性。     

典型河段悬移质泥沙模拟方法研究

河流上修建的水利工程改变了原有河道水流泥沙的运动形式,而泥沙含量众多的悬移质泥沙往往影响着工程或河道的淤积状况,只有深入研究悬移质泥沙的运动形式,运用不同方法模拟河流悬移质泥沙对河道、水库等水利工程的影响,重现河流泥沙运动规律,揭示出悬移质泥沙对工程的影响机理,探求出减少泥沙侵害的技术途径。本文以模型试验设计的最新成果,运用模型试验方法和数学模型计算方法,并结合理论分析和模型试验,研究了天然河道典型河段悬移质泥沙冲淤问题,为解决工程泥沙问题探求一条可靠的途径。     

悬移质分选沉降及其在工程上的应用

悬移质泥沙占河流输沙的大部分，由于泥沙的重力作用及水流的紊动混掺的双重作用，悬移质沿垂线的分布呈上稀下浓，上细下粗的规律。在水流的不平衡输沙条件下，趋饱和水流中必然有一部分泥沙沉降落淤，其中较粗的泥沙必然率先沉降，较细的泥沙仍随水流悬浮前进。     

考虑推悬运动特性的全沙数学模型

本文分析了推移质和悬移质的运动形式，运动区域、运动规范、能量来源、挟沙能力及其计算公式，造床作用大小、断面冲淤分布、冲淤同步性、孔隙率、泥沙级配的计算方法以及实测资料所提供的初始边界条件等的不同，提出一个考虑推移质和悬移质不同运动特笥的一维全沙数学模型，其建模地基本思路是：在水流部分计算之后，将程序分两个循环，采用各自的计算方法，分别计算推移质和悬移质在同一水流条件下的上游来沙量、水流挟沙能力、断面实际输沙量、断面冲淤面积、新泥沙级配、冲淤厚度的横向分布、泥沙孔隙率，然后半它们的冲淤厚度按其非孔隙部分为权进行迭加，作为冲冲淤厚度。本文还提出了悬移质冲淤厚度横向分布公式，冲冲淤厚度迭加公式，本模型的计算结果与重庆两江汇合口河工模型试验成果，进行了比较，符合程度较好。     

黄河内蒙段泥沙组成与力学运动特征

泥沙在水与河床演变中起到纽带作用,因粒径不同,其运动形态、运动规律以及对河床的作用等不尽相同。因此,研究河床演变就不能轻视泥沙的运动特性,尤其是黄河内蒙河段这种水沙异源的河道。根据实测和实际钻探采样资料,分析了该河段悬移质和河床质的泥沙组成。并以此为基础,从起动扬动、悬浮高度、挟沙能力等角度探讨了主要粒径泥沙在一定水流条件下的运动形态与规律。通过能量和功率方程求得黄河内蒙河段的推移质输沙率。结果表明,内蒙河段悬移质基本上由粒径小于0.080 mm的泥沙组成,而河床质主要粒径为0.100~0.500 mm,其中粒径为0.100~0.250 mm的泥沙活跃于冲淤过程。推移质输沙率的分析表明,来自黄河内蒙古河段上部的粗颗粒泥沙不易被水流长距离挟带,大部分淤积在三湖河口上游。     

悬移质近底参考面平衡浓度的一个计算公式--对Lane与Kalinske模式的改进

根据推移质与床沙交换、悬移质主要与推移质交换的物理背景，采用Einstein床面泥沙的起动概念及推移运动概率函数表征床面泥沙起动及推移运动，采用Lane与Kalinske提出的泥沙因水流垂向脉动而进入悬浮运动的模式表征推移质进入悬浮运动的过程，建议一个床面层高度，建立了一个悬移质近底平衡浓度的一个计算公式。公式的参数由实测资料确定，公式经过了独立资料的检验，计算精度在可以接受的范围内。基于本文建议的床面层高度及参考面平衡浓度公式，建立了悬移质输沙率计算方法，取得了满意的输沙率计算精度。对于细颗粒泥沙的悬移质输沙率计算，本文公式克服了Einstein方法的缺陷。     

试论断面全沙的概念和计算

泥沙是造成河湖演变、水库和其他水利工程淤积的主要因素。因此,在研究河湖的演变、推算及水利工程设计中,要想较准确地计算泥沙的输沙量问题,必须对泥沙的运动特性有一个新的认识。到目前为止,上述的泥沙计算多以水文站所测得的悬移质泥沙资料为依据。而水文测验测得的悬移质泥沙输沙量,严谨地说是断面悬移质泥沙量,不能代表通过某一水流断面的全部泥沙量。因为,悬移质泥沙测验范围是在相对水深0.8米以上,而相对水深     

一维悬移质泥沙输移方程及其滞后和离散效应

一维悬移质泥沙输移方程的研究中,对与床面交换项相关的研究较多,而对沙峰滞后于水流的效应、是否存在纵向离散效应等问题关注较少。从立面二维悬移质连续性方程出发,推导了一维方程,发现对流项中含有纵向离散效应,并提出了一种对流项和纵向离散项的分解方法;最后用算例的计算结果说明本文提出的分解方法是合理的,并指出悬移质泥沙的对流速度滞后于水流的垂线平均流速,纵向离散效应不能用与紊动扩散相似的数学表达式描述。     

河流泥沙演算的参数识别

河流泥沙的演算通常可分为3个一维方程来描述：圣维南水流连续方程、运动动力方程和泥沙质量平衡方程。联合求解这些方程组需要两个有关摩擦阻力和泥沙输移的补充关系式，这些关系式包括一种形式或其他形式的经验常数。要以任意确定度先验地给定这些经验常数往往是非常困难的。     

长江汉口河段平面二维水沙数学模型初步研究

在长江汉口河段二维泥沙数学模型的建立与求解过程中，采用了曲线四边形9点等参单元法，任意剖分计算区域，并构造出形函数将水流连续方程、运动方程、泥沙扩散方程和河床变形方程离散，根据来水来沙过程并利用边界条件，模拟了较长时问的河床变形。     

稳定冲坑内剖面二维悬移质扩散的数值研究

基于N-S方程和悬移质扩散方程,采用网格标记法(MAC)追踪自由水面,应用标准k-ε封闭方程建立了二维水流泥沙数学模型.运用数学模型对射流冲坑内的流场、泥沙浓度进行数值计算,得到了冲坑内流场、紊动特性及悬移质泥沙浓度的分布情况,并与实验数据进行了比较.结果显示,该数学模型具有较高的精度和适用性,能较好地模拟稳定冲刷坑内的流场和悬沙浓度分布.     

关于长江和汉江干流水库泥沙淤积计算方法的意见

一、泥沙淤积理论简述水流所挟运的泥沙由于运输方法不同,分为悬移质与推移质两种。悬移质的运劫是由于紊流的脉动分速而形成。推移质泥沙的运动是因河底上的泥沙受到正面作用力和上举力所形成。促成河底泥沙开始移劫的流速称为泥沙颗粒的始动流速(或称冲刷流速)。随着流速的增大,沙粒移劫的速度也增大;当流速增大到临界流速以上时,泥沙就转入悬移状态。保持泥沙在悬移状态,不至落淤的水流临界流速,称为不淤流速。泥沙沿河底跳跃前进的现象,属于推移运动转     

沙波运动对冲积河流悬移质冲刷不平衡输沙的影响

基于冲积河流河床活动交换层动力学基本方程和悬移质不平衡输沙方程，利用数值方法计算了冲积河流冲刷不平衡输沙过程。结果表明，冲积河流床面沙波准周期性运动的动力学特征影响了河床中泥沙暴露至河床表面的速度，延缓了河床冲刷时由河床表面补充到水体中的速度，从而对悬移质不平衡输沙产生显著影响。分析结果同时表明，悬移质冲刷不平衡输沙恢复饱和系数的理论值是在不考虑沙波运动对河床内部泥沙暴露到河床表面的速度的制约条件下得到，使得理论值大于经验统计值。