不同粒径下悬移质含沙量垂线分布公式的验证与比较

泥沙扩散理论是研究悬移质含沙量垂线分布应用最广泛的理论。介绍扩散理论并评述由扩散理论衍生出的Rouse公式、张小峰公式以及Zagustin公式。分别采用粗颗粒及细颗粒泥沙实测资料对3个公式进行验证比较,并对验证结果进行分析。结果表明:在粗颗粒情况下张小峰公式精度较高;在细颗粒情况下3个公式与实测资料均有较大出入,但对分布指数进行修正后Rouse公式及Zagustin公式精度较高。     

超声衰减谱法测量泥沙粒度分布

利用超声衰减谱的测量,可以获得泥沙中颗粒粒度分布信息。采用超声耦合相模型和Bouguer-Lambert-Beer-Law散射模型的叠加描述河流泥沙中超声衰减行为,宽频超声换能器测量得到2MHZ至7MHZ间泥沙声衰减谱,结合独立模式的最优正则化反演算法,获得了体积浓度4.5%,12.4%,15.8%下泥沙的颗粒粒度分布。结果表明,超声衰减谱法能在体积浓度直至15.8%的高浓度条件下获得泥沙颗粒粒度分布,并且测量得到的平均粒度受浓度变化影响较小。将超声法测量结果与光学图像法测量结果相比较,两种测量方法得到的结果较为吻合。     

挟沙水流泥沙浓度分布的试验研究

通过挟沙水流泥沙浓度分布的试验，研究泥沙浓度和紊动强度沿垂线的分布之间的内在联系，试验结果表明泥沙浓度和紊动强度沿垂线的分布一致性较好，建立了泥沙浓度和紊动强度沿垂线分布之间的关系式。分析了关系式中泥沙浓度、泥沙的中值粒径对系数K的影响，中值粒径的影响较泥沙浓度对系数K的影响大，系数K随中值粒径的减小明显减小。并在此基础上进一步建立了泥沙浓度与流速、流速梯度之间的关系式。     

用指数流速分布导出的浓度分布公式

本文从悬移泥沙所需的能量来自紊动能量这一概念出发,指出了H.Rouse公式的物理内涵,从而用指数流速分布公式导出了相应的浓度分布公式,该式可以认为是Rouse公式的一种修正形式.最后,阐述了悬移质理论所得最后结果一致性的物理本质.     

OBS浊度计测量泥沙浓度的方法与实践研究

本文主要对光学后向散射浊度计的测量原理、仪器结构、泥沙校准做了研究分析，讨论了影响因素，揭示了水体浊度与泥沙浓度的相互关系，并结合长江口的水体泥沙测量应用提出其应用前景。     

天然河湾悬沙浓度横向和垂线分布规律

通过对来家铺弯道的野外测验资料进行整理、甄别和筛选,从中选取具有代表性的3组断面数据,分析弯道内悬沙粒径和垂线平均浓度的横向分布规律,悬沙浓度沿垂线分布规律。分析表明,断面平均流速是决定弯道悬沙中值粒径粗细和平均浓度高低的主要原因,凸岸悬沙垂线浓度均值一般高于凹岸,浓度的标准差也大于凹岸;弯道中粗沙浓度均值和标准差均高于细沙浓度均值,粗沙的分组粒径浓度沿垂线分布比细沙更不均匀。     

湍流中泥沙垂线分布的力学解释

作者从泥沙垂向动量交换出发，分析了泥沙在紊流中由于湍流脉动产生的升力效应，并综合考察了非湍流脉动原因存在的升力以及在不同浓度下含沙水流中泥沙受到的有效重力，得到了基于力学角度的泥沙浓度垂线分布的关系式。在此基础上，通过对床面粗糙度、泥沙粒径和含沙量等影响泥沙浓度垂线分布有关因素的分析，探讨了挟沙水流中两种不同浓度分布类型产生以及转化的原因，并结合具体的试验资料对泥沙浓度垂线分布形态时行了计算和验证，取得了较好的结果。     

B超在含沙量及其垂线分布测量中的首次应用

针对河港工模型试验中的泥沙测量与研究,借助B超仪和三维定位行走控制平台构建了一个含沙量及其垂线分布的分析与测量系统。系统利用B超成像技术获取含沙水流中悬浮沙粒的图像,针对B超图像编写含沙量分析软件,分析图像中指定区域的沙粒成像光斑面积的灰度浓度。通过率定试验,建立灰度浓度与水中实际含沙量的对应关系,并利用这种对应关系来计算待测含沙量。系统实现了较低含沙量及其垂线分布的在线同步分析与测量,具有操作简单、直观可视、实时性好、灵敏度高的特点。     

渭河下游河道泥沙分布特性研究

根据渭河下游河道大断面淤积物资料,研究了滩槽床沙粒度特征在时间、空间上的分布特点,认为:渭河下游淤积物组成受来水来沙条件、三门峡水库运用方式和支流入汇等多方面因素影响;主槽物质沿程细化趋势明显;三门峡水库运用初期,渭河下游河道受水库淤积影响最为明显,渭淤21以下的水下粒径组成明显细化;1986年以后渭河上游不利的来水来沙造成下游河道严重萎缩,渭淤26以下的主槽粒径大幅度细化;河漫滩的泥沙级配同样具有沿程细化的特点,但细化幅度明显小于主槽物质的变化,而且年代变化不大.     

垂向平均含沙量计算方法初探

从2种悬沙垂向分布公式出发,结合对数流速分布公式,导出2种常见垂向平均含沙量计算方法的比值关系表达式。讨论了2种方法的区别与联系:两者不一定相等,比值可以大于1,也可以小于1,当近底相对水深稍大(如大于0.01)时加权平均含沙量小于算术平均含沙量,与实际相符;2种垂向平均含沙量的差异主要由悬沙及流速垂向分布不均匀性引起。对2种方法的实际应用情况进行了初步分析。     

杭州湾湾口水体含沙量的时空分布

利用卫星遥感资料,结合现场实测数据,研究杭州湾湾口水体含沙量的时空分布,综合分析得出:杭州湾水体含沙量具有冬大夏小、高浓度悬沙广泛分布的特性,岛屿效应引起的局部高含沙是杭州湾岛屿群的共性。     

含沙量预报方法探讨

黄河的泥沙问题一直都是黄河治理的重点。进行含沙量预报将为一些治理黄河的措施提供技术支持。由于影响黄河含沙量的因素众多,预报技术难度大,至今没有可用的预报方案,可以说这在黄河上乃至其它河流都是空白。本文就现有的预报方法(输沙单位线法、响应函数法、神经网络法、水力学法),分析其影响因素和优缺点。就今后含沙量预报方法应努力的方向给出建议。     

黄河河口海岸近岸带水体含量的横向分布

基于波浪掀沙和流输沙的物理图形，本文根据能量平衡方法和扩散理论分别推导得出了破波区内外含沙量的横向分布表达式，研究结果表明，破波区内趋近岸线的含沙量并不为零，与实测资料相吻合，采用泥沙扩散议程计算破滤区外的含沙量的横向分布，弥补了Fick扩散模型不考虑泥沙沉速的不合理性。     

漓江流域含沙量变化研究

根据漓江流域现状及降雨量的分布特点,分析了桂林水文站近50年的水文资料,漓江流域多年平均降雨量、多年平均径流量及多年平均流量等均属正常变化,但河流的含沙量却明显增加,河床有逐渐抬高的趋势。流域内暴雨强度越大,历时越长,上游水土流失越严重,漓江流域含沙量变化越大。这种变化的原因,有自然因素和人类活动因素两方面。对漓江流域的现存问题,作者提出了环境治理措施及管理建议。     

VSMS系统在潮滩水沙测量中的应用

介绍了同步多点观测潮滩水流悬沙浓度、流速和水深和的计算机测量系统（VSMS）的组成，现场测试表明，该测系统精度较高、性能良好。     

基于分形理论的流速及含沙量垂线分布规律研究

明渠水流的流速分布和含沙量垂线分布规律目前大多是利用现代流体力学的基本理论结合一些假设得到的近似解,因而寻求更具理论基础更能与实际相符的公式一直是学术界研究热点问题之一。本文利用分形理论中自相似分形的标度律,研究了流速垂线分布和含沙量垂线分布的局部与整体之间的自相似现象,从而得到了二维明渠垂线流速分布和含沙量分布的规律。结果表明,基于分形标度律可以得到指数流速分布公式、对数流速分布公式及其它形式的流速分布公式;同样,基于分形标度律也可以得到含沙量垂线分布的Laursen公式、Rouse公式及其它形式的含沙量分布公式。