晋西黄绵土坡面径流流态与输沙特征试验研究

为了探讨晋西黄绵土坡面径流流态与输沙特征,本研究采用室内人工模拟降雨试验方法,对降雨条件下坡长对该区坡面径流雷诺数、弗劳德数、径流量、产沙量与输沙率进行量测与分析。结果表明:在雨强30~125mm/h、坡长1~5m的情况下,坡面薄层径流为层流,且为急流;径流流态对坡面水流侵蚀力有显著影响,产沙量与雷诺数呈良好幂函数关系;雨强与坡长的增大可增强径流紊动性,输沙率随二者的增大呈增加趋势,当雨强大于60 mm/h、坡长由3 m延长到4 m时,输沙率增量较2~3 m与4~5 m时小;输沙率与径流量的关系可用幂函数描述。该研究结论能够为黄土陡坡面水土流失治理和水土保持措施的布设提供一定的依据。     

海南岛西南岸沿岸输沙特性及防波堤影响

通过海南岛西南岸东方海洋观测站波浪观测资料验证,建立八所海域波浪数学模型,计算确定八所新港沿岸水域各向破波要素。采用3种沿岸输沙率计算公式,确定海南岛西南岸八所新港周边海岸沿岸输沙率。分别探讨风浪、涌浪对海南岛八所新港沿岸输沙率的贡献,对比分析防波堤工程建设前后八所新港及附近沿岸输沙率特征。研究表明,海南岛西南岸向北的沿岸输沙能力大于向南的;风浪、涌浪对八所新港附近海岸沿岸输沙能力的贡献率与其出现的频率略有区别;八所新港建港后南北两侧出现淤积且南侧淤积强度大于北侧;防波堤长度的增加对沿岸输沙能力影响的范围和强度有所增大。     

河口、海岸环境下床沙输运的初步实验研究

实验量测在水深0．5m的情况下波浪、水流通过水平沙床所产生的床沙输移。波高0．15m，周期分别为1．4和2．0s。首先量测纯波浪下的床沙输移，然后量测波流共同作用下，水流与波浪行进方向一致其稳定速度分别为0．02、0．04，0．06m/s时的床沙输移。结果，两个沙槽所得的总沙量在波周期2.0s时最大，净输水得在波周期1．4s时最大，将波叠加在速度为0．2m/s的水流上时，两种波型的净输沙率都增加2倍，水汉为0．04m/s和0．06m/s时两种波型的净输沙率分别都减少。     

单沟槽沙坝海岸的裂流实验研究

该文实验研究了单沟槽沙坝海岸上产生的波生裂流流场,重点关注了不同波浪条件下流场水平形态以及最大裂流流速的变化.实验在波浪水槽中进行,采用规则波作为入射波浪,应用高精度浪高仪阵列和流速仪阵列,在全场范围内较密集地采集波面升高和流速数据,通过分析实验数据,获得全场波高、平均水面以及流速分布,对裂流及两个存在的补偿流进行了描述,分别比较和分析了不同波高对于裂流强度及整个流场形态的影响,并对最大离岸流速与波高间的关系进行了分析.     

蒋家沟阵性泥石流输沙特性初步分析

对云南蒋家沟泥石流1987~1991年的10场共1 271阵阵性泥石流输沙率资料进行归纳分析,认为阵性泥石流输沙基本服从幂律分布。     

沙坝海岸上裂流的数值模拟

建立了基于二阶完全非线性Boussinesq水波方程的二维波浪破碎数值模型,对沙坝海岸上产生的裂流进行了数值模拟研究。首先将文献[1]中给出的一组二阶完全非线性Boussinesq方程进行扩展,在动量方程中引入紊动粘性项模拟波浪破碎引起的能量耗散,采用窄逢法处理海岸动边界问题,并考虑了混合子网格效应以及水底摩擦。然后,在矩形网格上离散控制方程,采用有限差分方法和混合四阶Adams-Bashforth-Moulton预报矫正格式建立了数值模型。应用所建立模型对一带沟槽沙坝海岸上产生裂流的实验进行数值模拟,将计算的波高、增减水、时均流速、时均流场等与实验数据进行了比较。数值结果与实验结果吻合较好,这说明建立的数值模型是准确有效的,为下一步应用该模型模拟实际海岸上的裂流提供了研究基础。     

引黄灌渠复式断面输水输沙特性研究

探讨了复式断面渠道的输水输沙特性,比较了梯形断面与复式断面的输水输沙能力,典型算例计算结果表明复式断面形态具有小水过小断面、大水过大断面的特点:小流量引水时复式断面水流归槽,提高了水流挟沙力,能够减轻渠道泥沙淤积;同时也能够满足大流量的要求。结合黄河下游灌区实际情况,对于长期引水流量达不到设计流量的灌区,考虑采用复式断面。     

黄河口海岸演变规律

利用观测资料,总结了在黄河水沙、波浪、海岸工程等因素作用下黄河口海岸的演变规律。研究发现：①黄河三角洲海岸演变不仅受黄河水沙、潮汐、潮流的影响,而且还明显受波浪、海岸工程等因素的影响;②黄河三角洲海岸演变的趋势是朝着垂直于东北强浪的方向发展;③刁口河停止行河后河口海岸蚀退的原因不仅是河流泥沙减少,而且还有海堤在波浪作用下引起的侵蚀。建议：①黄河三角洲社会、经济、生态等规划应给黄河口流路充分的空间,而且黄河口流路安排应遵循“先在三角洲两侧、后在中心”的顺序,这样可以充分利用渤海容沙体积,减缓黄河口淤积延伸对黄河下游河道的反馈影响;②近期把清水沟尾间河道改向莱州湾。     

山区河流卵石河床的推移质输沙特性

宽级配卵石河床表层大多为不同粗化程度的粗化层覆盖,现有大多数公式只能反映特定粗化程度下的输沙特性,限制了这些公式的适用性。理论分析和试验结果表明:在同样的来水来沙条件下,粗化程度越高,输沙率越小,在计算中引入粗化程度参数可以较好地提升公式的适用性;粗化层的稳定性对卵石推移质输沙有重要影响,粗化层遭受破坏后,推移质输沙率剧增,现有公式计算结果明显偏小。因此,在计算推移质输沙率时需要科学合理地考虑粗化层破坏导致的输沙率剧增问题。     

黄河下游河道阻力与输沙特性的研究

本文分析了黄河下游河道阻力与水力特性、综合阻力主要组成单元、床沙组成的水力特性和运动特点，阐明了超低阻力的产生与床沙细、不均匀、含沙量较大、分布不均匀，使流速分布不均匀、卡门参数变小有关，是构成“大水出好河”、“多来多排”和远距离输沙的主要动力；超高阻力是大面积的沙波阻力所为，是造成“小水淤坏河”，河床不断淤高的重要原因.S＜200kg/m^3时，细沙河床阻力用公式（4）和（5）联解，可获得良好的结果，最后指出开发超低阻力输沙技术，消除和避免渠、槽超高阻力的出现是根除黄河河床不断淤高，引黄渠道淤塞、沙化和发展远距离输沙的主攻方向。     

泥沙输移的理论研探

本文通过对泥沙颗粒在水中的受力情况分析，从理论上导出了描述推移质运动的数学表达式．在此基础上，又导得了挟沙水流的底部含沙量，从而使泥沙运动的扩散方程能够方便地运用到工程实际问题之中．     

堰塞坝局部溃决输沙率试验研究

本文设计9组堰塞坝溃决的水槽试验,用摄影记录坝体变形的过程,通过录影数据分析,将坝体变形过程数值化,研究坝体级配、坝体内坡和初始溃口宽度对最大输沙率的影响.根据观察到的现象,可以总结以下规律:内坡坡度越大,最大输沙率越大,峰现时刻越早出现;拣选系数越大,最大输沙率先增大,随着粗沙继续增加,反而减小;初始溃口宽度越小,最大输沙率越大,峰现时刻越晚出现.     

黄河下游输沙量的沿程变化规律和计算方法

以1950-2002年实测输沙资料为基础,研究了黄河下游的输沙量和排沙比变化特点,参照能够反映黄河特点的考虑上站含沙量的输沙率公式,建立了黄河下游逐河段的输沙量和排沙比计算公式。实测资料的验证表明,本文建立的输沙量和排沙比计算公式具有较高精度,可以作为分析水沙变异条件下黄河下游河道泥沙输移规律的参考。     

泥沙输移强度计算公式的再研究

输沙强度计算公式的精度，在很大程度上取决于水流强度指标的选取。本文在对以往各种水流强度指标分析的基础上，提出了统一的水流强度指标形式，并由此推导出一般形式的输沙强度计算公式，该公式可概括现有的有关输沙公式。同时利用多组实测水槽资料对公式中的系数进行了率定，与其它几个输沙强度公式比较表明，本文公式具有较高的精度。     

莺歌咀附近岸段沿岸输沙率的计算与分析

作为评估海岸工程设计是否合理的理论依据之一,沿岸输沙率的计算与分析必不可少。在沿岸输沙波浪要素计算时,采用波向线法,并进一步考虑流和潮位对折射系数的影响,得到较为准确的波浪要素。根据得到的波浪要素,采用波能流法计算沿岸输沙率,用实测资料进行验证,并与已有结果进行比较,具有较好的一致性。将该数值计算方法应用于莺歌咀附近岸段沿岸输沙率的计算,对工程区域的泥沙运动规律进行预测和分析。     

黄河下游河道河槽形态与输沙特性研究

据多年实测大断面的资料统计,分析了各河段的河槽特性水面宽、宽深比B/h、单宽流量与流量的关系.高村以上游荡性河道随着流量的增加,宽深比B/h增加、单宽流量减小,为宽浅型河道;反之艾山以下为窄深型河流.在实测资料范围内,河段的输沙特性与河槽形态关系密切,宽浅型河道具有"多来多淤多排"的输沙特性,窄深型河流在洪水时具有"多来多排"输沙特性.河槽形态的沿程变化,使得洪水输沙能力没有因比降沿程变小而降低,而是通过河宽的沿程变小,流速增加,洪水的输沙能力沿程增强.其底沙的运动速度比洪水传播的慢是造成黄河下游河道长距离冲刷的根本原因.     

小开河灌区渠道的输水输沙特性①

依据小开河灌区运行10 a来的资料,总结灌区引水引沙条件和渠道断面特性,研究干渠不同渠段的引水分布特征和泥沙长距离输送、淤积特性。根据断面实测流量资料,给出输沙渠不同渠段的河宽、水深、流速、水力半径等水力参数与流量关系的水力几何形态指标,进而得出小开河灌区不同渠段的水流挟沙力与流量的关系。计算结果表明,设计流量下小开河灌区输沙渠沿程输沙能力变化不大,输沙渠中段由于渠道宽度较大,相同流量条件下的输沙能力较上、下段偏小约2 kg/m3。     

确定泥沙运动有效切应力方法的探讨

本文通过理论分析及实测资料检验表明，无论对于何种泥沙运动状态，决定泥沙运动的有效切应力既不是沙粒切应力又不是全部切应力，而是介于两者之间，近似为沙粒切应力与全部切应力的几何平均值。这一有效切应力不但是对切应力类水流强度指标的总结，还可以概括平均流速和水流功率等水流强度指标。     

流量与含沙量相关性对输沙效率 影响的研究

从流量与含沙量的相关性出发,推导出当流量与含沙量呈正相关时,水沙过程的波动性会减少输沙用水量;通过实测资料分析,黄河下游天然河道中流量和含沙量是基本呈正相关的,而通过小浪底调水调沙人工塑造的水沙过程,流量与含沙量相关系数越大,输沙用水量越小,输沙效率的增幅越高。