沙质河床清水冲刷粗化的研究

研究了沙质河床清水冲刷粗化机理，即它不是靠推移质冲刷，而主要是靠悬移质冲刷，在粗化过程中产生沙波，形成与水和条件相适应的稳定的沙波运动，建立新的平衡。据此，提出了河质河床粗化物理模式和计算方法。     

清水冲刷宽级配河床粗化机理试验研究

本文在前人研究基础上，选用粒径为０．０５－２０．００ｍｍ的煤屑及天然沙，在长３０ｍ、宽０、５ｍ、深０．６ｍ的变坡水槽内，首先进行清水冲刷河床粗化试验方法研究，然后进行了二十九组试验。     

砂卵石河流粗化完成后细沙补给对河床阻力的影响

结合Venditti关于细沙补给对河床活动性影响的分析,引用修正后的Einstein-Barbarossa方法对河床阻力进行划分,探讨了细沙补给对砂卵石河流冲刷粗化完成后河床阻力变化的影响。研究结果表明:在一定量细沙补给的条件下,沙粒阻力与床面阻力的比值先减小后增大,形状阻力与床面阻力的比值先增大后减小;水流克服表面阻力损失的能量随沙粒阻力减小而减少,进一步导致水流损失的机械能减小,河床上大颗粒泥沙获得的能量增大进而导致其活动性增强;河床上活动的泥沙颗粒与裸露大颗粒泥沙之间不断接触碰撞形成局部能量交换,裸露大颗粒泥沙通过水流方向的动量交换所产生的颗粒剪应力增大,这可能也是河床上大颗粒泥沙活动性增强的一个原因。     

泥石流入汇主河情况下交汇口附近变化规律的试验研究

本文在试验的基础上，分析了泥石流入汇主河后，汇口附近各水力参数的变化规律。探讨了泥石流入汇后下游水位相对壅高与流量比以及交汇角的关系，得出相对壅水高度随流量比及交汇角的增大而增大的结论。分析了主河在入汇口附近的淤积变化规律。在30°、60°和 120°交汇情况下，淤积量随支流流量及流量比的增大而增大；淤积率则随总流量增大而减小，在主支流量相当时出现最大值。90°交汇时，淤积量随支流流量及流量比的增大而减小；淤积率随总流量增大而增大，在主支流量相当时出现最小值。平均及最大淤积深度在主支流量相当时出现最大值。顺河向交汇时，淤积深度最大值随交汇角增大而增大，120°交汇时淤积深度与30°交汇时相当。     

不同床面下极细沙水流对糙率影响的试验研究

利用天然黄河极细沙进行了不同床面、不同流量、不同含沙量情况下极细沙水流对糙率影响的水槽试验.结果表明:光滑水泥床面以及在光滑水泥床面上加糙的床面,均有减阻现象但不明显;在粗糙床面上,糙率系数随含沙量的增大而减小,但当含沙量为60～100 kg/m3时,糙率变化比较平缓,超过100 kg/m3时,糙率随含沙量的增加而减小;对于不同级配的悬沙,当含沙量超过某一临界含沙量时,糙率随含沙量的增大而减小,且细颗粒含量越大,减阻现象越明显.     

河床孤石对沟槽输移能力的影响

通过室内试验分析了河床孤石对泥石流沟槽输移能力的影响，据此归纳和推导出了相关的数学计算公式。     

泥石流入汇对河流影响的实验研究

本文对泥石流与主河水流交汇机理及其河床响应特征进行了实验研究 ,模拟了汇流角分别为 90°、6 0°和30°时在各种汇流比条件下泥石流与主河交汇及河床响应过程 ;归纳出了泥石流与主河交汇的二种模式 ,提出了堵河判别式。考虑不同汇流比对交汇时泥石流沉积地形的影响 ,定义了“脊线”、“轴线”和“冲刷角”三个概念 ,并根据实验结果拟合出了冲刷角与汇流比的关系式     

粘性泥石流掺气减阻作用初探——云南东川蒋家沟泥石流

根据野外泥石流观测资料 ,分析了泥石流掺气与降粘减阻现象 ,建立了泥石流掺气量与流速的经验公式 ,并根据泥浆掺气降粘减阻的试验 ,揭示了泥石流掺气降粘减阻机理 ,提出了泥石流屈服应力与气体含量及固体浓度的经验公式。本文对解释泥石流减阻 ,预估泥石流流变特性有重要意义。     

冲积河床的河床阻力

本文利用520组水槽实验资料对修正的Engelund-Fredsoe(1982)床面阻力公式进行了检验，该公式虽然反映了阻力变化的趋势，但公式的总体精度有待进一步提高。作者通过分析影响床面阻力的水沙因子，利用泥沙实验数据建立了新的床面阻力公式，并利用第一作者收集整理的国内外2261组水槽实验资料和592组河渠观测资料进行了检验，检验结果表明该公式的精度令人满意     

窗口坝拦截泥石流性能试验研究

泥石流窗口坝是一种常见的泥石流防治工程措施,具有拦砂节流、护床固坡等重要调节功能。为了探寻泥石流的过坝特征,通过室内模拟试验,运用控制变量的方法对不同类型泥石流的过坝情况进行了探讨。试验发现,泥石流过坝前后颗粒组成的变化与泥石流密度相关性较大,在泥石流密度为1 650 kg/m³时,窗口坝对泥石流的筛选能力最强;泥石流过坝后密度降低情况较明显,并且受泥石流窗口坝闭塞类型的影响,不同闭塞类型下泥石流密度降低率具有相似规律,在泥石流密度为1 800 kg/m³左右时,泥石流密度降低率最大;通过回归分析得到了拦排比L与泥石流密度γ_c的关系式。     

含柔性植物明渠水流阻力特性试验研究

利用水槽试验研究了无草、淹没型、非淹没型柔性植物水流阻力特性的变化规律,分析了含植物明渠沿程水面比降和阻力系数的变化特性。得到各植物阻力系数变化与尼库拉兹曲线基本相似,紊流范围内同样可划分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区;探讨了各植物明渠等效河床的问题,据此确定了各植物的粗糙度,对植物粗糙度、水流雷诺数和阻力系数之间的关系进行了分析,并通过对各植物水流阻力系数的分区回归计算,得到各植物水流阻力的分区经验表达式,该方法能较好地应用于含植物明渠水流阻力系数的推求。     

阵性泥石流的平均流速与加速效应

本文讨论了泥石流的定义和分类 ,分析了不同形式泥石流运动方程的结构特点 ,认为泥石流平均流速公式与曼宁公式结构相似。考虑了粗颗粒平均粒径、泥石流龙头泥位、体积比浓度、不稳定层厚度、泥面相对比降等因素对平均流速的影响 ,并用蒋家沟实测资料和实验室资料进行了验证。最后通过初步实验说明两阵泥石流迭加过程中出现超载孔隙水压力 ,孔隙水压力突然增加 ,且不能及时消散 ,减小了泥石流龙头的阻力 ,出现泥浆飞溅的加速运动。从而可以解释在缓坡 ( 5°～ 1 0°)上泥石流流速能够达到每秒十几米的成因。     

汶川地震区大型泥石流工程防治体系规划方法探索

汶川地震后4年里泥石流非常活跃,暴发了数次大规模泥石流。分析了震后泥石流形成的三类起动机理,并结合拦挡工程溃决情况,进一步分析人工干预下的大型泥石流形成机理。在此基础上,针对大型泥石流成灾的两个显著特点,即泥石流进入主河形成堰塞湖产生二次灾害与泥石流携带的巨石冲击破坏能力巨大,提出了主河输移控制型泥石流防治规划设计原理、不同开孔的拦砂坝群分级拦淤泥石流方法、谷坊群稳定形成区泥石流物源方法,以及充分利用沟床巨石形成阶梯-深潭结构等系列泥石流工程防治体系规划方法。主河输移控制型泥石流防治规划设计原理以主河输沙能力作为控制条件,将泥石流的洪峰流量优先分配给排导工程,然后分配给拦挡工程或者停淤工程,各类工程合理分担的泥石流洪峰流量。这些方法的组合可望对大型泥石流进行有效的调控。     

粗糙床面的阻力特性

本文研究了粗糙床面明槽紊流阻力特性,得到了流动二维性的判别标准,并对粗糙对满宁系数n及谢才系数C的影响进行了讨论,结果表明在小尺度粗糙情况下,C、n值可视为常数。