考虑爬高效应的泥石流弯道超高公式

弯道超高是泥石流运动的显著特征。以往研究认为弯道超高完全是由于泥石流的离心运动造成的,未考虑泥石流在弯道运动时的冲起爬高效应。本文假设弯道超高和爬高分别由泥石流沿弯道的切向和法向速度引起,根据弯道处速度矢量三角形和圆弧三角形的几何相似关系,推导了考虑爬高效应的泥石流弯道超高公式。该公式依赖于弯道的内外曲率半径比、泥石流速度和沟壁倾角,适用于弯道圆心角小于60°和沟道较宽的情形。经云南东川蒋家沟的野外实际调查数据以及其他文献中的数据验证,与实测值误差较小,可用于泥石流弯道爬高的实际计算中。     

弯道纵向垂线平均流速的分布

本文从连续性方程的讨论出发,建立了沿垂线积分的弯道水流纵向运动方程.根据弯道水流纵向运动方程,提出了弯道水流纵向垂线平均流速计算公式.此公式获得了与弯道水流实测试验成果基本吻合的计算成果.由纵向垂线平均流速分布公式,进一步导出了水流出弯后流速调整段长度的计算公式.同时,根据理论公式,分析了各种因素对弯道水流平面特性的影响.     

弯道环流流速公式的验证与比较

弯道环流流速公式是弯道水力学理论研究的重要内容.给出了弯道环流流速公式的一般理论推导过程,归纳了国内外5种具有代表性的环流流速公式,即罗索夫斯基公式、张红武公式、Odgaard公式、孙东坡公式以及罗索夫斯基修正公式,并采用弯道水槽及模型资料予以验证和比较,同时对3种罗氏公式的近似式进行了验证.验证结果表明,罗氏公式的3种近似式中,只有丁君松的近似式是精度较高,其它两种均有较大偏差.5种代表性的环流流速公式,张红武公式的精度高和可靠性强,其次是罗氏公式和Odgaard公式,孙东坡公式与张红武的实测资料存在一定偏差,而罗索夫斯基修正公式的形式不尽合理,在近底区域与实测资料分歧较大,甚至与定性规律相悖.     

弯道建坝对纵向流速分布特性的影响

采用U形弯道模型,研究在弯道出口顺直段上建坝及不同坝高对水流纵向流速分布特性的影响。试验结果表明:在弯道上建坝后水流的纵向流速变小,且坝越高流速越小,坝前顺直段流速偏离系数增大;高坝对弯道流速沿程变化规律的影响比低坝大;建坝后弯道水流的流速分布比无坝时更均匀对称;低坝对水流纵向流速在垂线上分布规律的影响不大,高坝会使纵向流速在垂线上的变幅减小。     

弯道推移质泥沙运动特性及其对河道演变的影响

弯曲河道水流、泥沙的运动特性与顺直段不同 ,存在横向流速与横向输沙。在考虑了弯道河段横向水流影响的条件下 ,导出了弯道河段泥沙的起动流速公式 ,并进行了合理性分析 ,认为在相同的纵向流速条件下 ,弯道段凹岸侧泥沙的起动粒径和泥沙输移速率均较顺直段大。同时结合弯道段水流和泥沙的运动特性阐明了弯道河段的演变规律。     

云南东川泥石流沟与非泥石流沟~(137)Cs示踪法物源研究

运用1 37Cs示踪法调查云南东川小江流域 6条泥石流沟、6条非泥石流沟和主河的泥沙来源。泥沙主要来源于冲沟侵蚀和滑坡崩塌堆积、坡耕地和草地。坡耕地和草地表层土壤1 37Cs平均含量分别为 0 9Bq m2 和1 98Bq m2 ,冲沟沟壁和滑坡崩塌堆积土体1 37Cs。作者通过 3种源地土体1 37Cs含量的比较 ,分析了细粒泥沙(<0 0 1mm)的来源。 6条泥石流沟冲沟侵蚀和重力侵蚀 (滑坡崩塌 )的相对产沙量变化于 90 2 %～ 1 0 0 % ,平均值为 95 1 % ,6条非泥石流沟的相对产沙量变化于 74 5 %～ 83 3% ,平均值为 78 9%。小江主河为 81 4 %。     

粘性泥石流流速计算方法

泥石流流速是泥石流动力学分析中最为重要的参数,以曼宁公式为原型的泥石流流速计算公式正被广泛的用于泥石流动力学分析及工程防治设计.然而由于曼宁公式中,对糙率系数的选取带有很强的主观因素,从而导致曼宁公式的泥石流流速计算值与实际相差甚远.本文首先较为全面地分析了影响曼宁糙率系数的6方面因素,并将这6方面的因素归结为外部沟道边界条件和粘性泥石流流体内部特征两大方面;然后基于上述分析分别构建了关于泥石流外部糙率和内部糙率的具有明确物理意义的无量纲综合影响因子,从而提出了粘性泥石流综合糙率系数的数学表达式;接着以东川泥石流观测站的21组观测数据对待定参数进行了率定,从而提出了粘性泥石流综合糙率系数的计算表达式,并将公式计算结果与实测数据进行了比较,结果令人满意;最后以综合糙率系数表达式完善了粘性泥石流流速计算公式.     

丁坝对弯道水流特性影响分析

丁坝有调整河道流势的作用,是常见的水工构筑物。文章通过实验分析河道丁坝布设位置对弯道水流特性的影响。结果表明：丁坝的布设离弯道入口越近,处于坝前的水流流速越小,处于坝头的水流流速越大;短丁坝设置在弯道45°位置和90°位置时,左岸水流流速呈先减小再增大趋势,右岸水流流速呈先增大再减小趋势。以上研究可为丁坝建设工程提供参考。     

弯道推移质泥沙运动特性及其对河道演变的影响

弯曲河道水流、泥沙的运动特性与顺直段不同,存在横向流速与横向输沙。在考虑了弯道河段横向水流影响的条件下,导出了弯道河段泥沙的起动流速公式,并进行了合理性分析,认为在相同的纵向流速条件下,弯道段凹岸侧泥沙的起动粒径和泥沙输移速率均较顺直段大。同时结合弯道段水流和泥沙的运动特性阐明了弯道河段的演变规律。     

化子泵站弯道最大流速变化规律数值模拟研究

为保障拟建慈江化子泵站下游弯道凸岸重点建筑安全,采用经实测资料验证后的数学模型,对化子泵站下游河段的流态及流速分布情况进行了数值模拟研究。通过数值模拟得到了不同水位、流量、机组运行方式组合条件下,化子泵站运行时下游弯道处水动力特性变化规律,给出了不同组合条件下下游弯道处最大流速及出现位置,分析了最大流速与泵站出流流量、运行方式、下游水位之间的关系。     

泥石流沟的预防与治理

文章通过对泥石流沟地类型和特征的分析,提出了预防和治理建议,提高泥石流沟易发区的抗灾能力,从而达到减灾、免灾之目的,使人民的生命财产得到有效保障,人民生活安居乐业,达到人与自然和谐相处。     

泥石流灾害风险管理现状及对策研究

泥石流灾害是重要的地质灾害之一,因其巨大的破坏效应,往往会对当地环境及居民生命财产安全造成严重威胁。但要彻底防治泥石流灾害,不仅花费巨大,而且防治工程的不确定性也增加了泥石流治理效果的风险性。风险管理作为一种能有效降低灾害风险的手段,可以为泥石流灾害防治提供有益借鉴。对国内外泥石流灾害及风险管理研究成果进行了分析研究,并对其进行了总结,指出了其所存在的问题及发展趋势,进而提出了一种单沟泥石流风险管理模式,对泥石流的预防具有指导意义。     

弯道河段水流流态试验研究

研究采用声学多普勒流速仪对弯道河段水流特性进行了系统的试验研究,全面地分析了水流的三维时均流速及流场等.水流进入弯道后,水面形态和水流结构沿流程逐渐发生调整和变化,形成弯道特有的水流运动规律,具体表现在水面横比降、横向环流、流速重分布及紊动强度等.该研究可为相关的理论研究和工程实践提供借鉴和理论依据.     

考虑弯道环流影响的平面二维水流泥沙数学模型

弯道环流是影响断面流速和含沙量分布的重要因素。本文提出了通过求解立面二维弯道环流运动的方法,在平面二维水流泥沙数学模型中考虑弯道环流的作用。该方法适用范围广,增加计算工作量不太大。     

粘性泥石流的输沙浓度与运动速度

作者通过泥石流运动机理分析，并引用我国粘性泥石流流速的野外实测资料统计，得到能反映泥石流特性的粘性泥流速度公式，这一结果通过我国西南地区各粘性泥石流沟的实测资料检验，表明具有一定的实用价值。     

云南东川泥石流沟与非泥石流沟^137Cs示踪法物源研究

运用137Cs示踪法调查云南东川小江流域6条泥石流沟、6条非泥石流沟和主河的泥沙来源.泥沙主要来源于冲沟侵蚀和滑坡崩塌堆积、坡耕地和草地.坡耕地和草地表层土壤137Cs平均含量分别为0.9 Bq/m 2和1.98 Bq/m2,冲沟沟壁和滑坡崩塌堆积土体137Cs.作者通过3种源地土体137Cs含量的比较,分析了细粒泥沙(<0.01 mm)的来源.6条泥石流沟冲沟侵蚀和重力侵蚀(滑坡崩塌)的相对产沙量变化于90.2%～100%,平均值为95.1%,6条非泥石流沟的相对产沙量变化于74.5%～83.3%,平均值为78.9%.小江主河为81.4%.     

浅析岫岩泥石流

文章阐述了岫岩满族自治县泥石流灾害的基本情况,分析了该县泥石流的活动类型、成因、水文特征,提出了泥石流防治的对策和方法。     

高山峡谷地形泥石流沟治理措施与效果评价

随着各流域水电开发进展,当前大型水电站主要位于山区河流深山峡谷中,坝址选择时除兼顾区域地形地质情况,还会考虑水库库容的最大化,因此,枢纽区域常常出现冲沟治理。在建设初期,由于多种因素往往仅考虑水流疏导,随着排水设施运行情况会进一步对地质条件等进行复核,会调整治理措施,以保障安全运行。两河口水电站瓦支沟在建设初期仅做了排水疏导设施,运行前两年沟内松散堆积体受降雨影响形成了一定规模的泥石流,在重新对地形地质复核后,认为瓦支沟为泥石流沟,需进行治理。结合瓦支沟泥石流物源分析、治理思路梳理、治理设施布置及设计、后期运行情况等多方面进行介绍。