双峰型床沙推移质输沙率

本文采用拜格诺水流功率的概念,由量纲分析得出双峰型床沙推移质输沙率的函数关系。对实验资料进行回归分析,求出了双峰型床沙无量纲推移质输沙率和无量纲的单位水流功率间的关系。文中对双峰型床沙代表粒径的选取,临界起动功率的计算作了一定的探讨,对双峰型床沙推移质输沙率和单峰型床沙推移质输沙率进行了比较,并分析了双峰型床沙推移质级配随水流条件的变化。     

清水作用下全动床复式河槽泥沙输移特性及其模拟

推移质运动是河流动力学的基本问题之一,通过水槽试验探讨了清水作用下全动床复式河槽泥沙的输移特性,并通过理论分析提出了该类河道的推移质输沙率的计算方法.试验表明:在清水作用下全动床复式河槽推移质输沙率先随时间单调递增,而后随时间单调递减;推移质中值粒径先随时间大幅度增大,后随着时间的增加中值粒径增大的幅度减小,最终将趋于初始床沙中值粒径.根据推移质输沙率的变化特性,运用仙农熵的概念与理论,通过最大熵原理和变分法推导了河道粗化过程中的推移质输沙率公式,并对该公式参数的敏感性进行了分析.计算结果表明,该公式可以模拟全动床复式河槽河道粗化过程中的输沙率随时间的变化特性.     

非均匀沙起动标准的比较研究

本文介绍了泥沙起动的多种判断标准。文中指出，定性标准不宜作为非均匀沙的分级起动标准。对推移质输沙率标准和取样标准的比较研究结果表明，ＰＫＭ标准要求的输沙率偏低，就试验的实际起动粒径而言，ＡＷ标准要求的输沙率比ＨＨ标准要求的输沙率低。最后对如何采用起动标准提出了建议     

非均匀沙起动规律初探

本文根据近底水流结构及床面圆球绕流试验成果,阐明了非均匀沙起动机理的复杂性。建立了能反映非均匀床沙暴露作用及隐蔽作用的计算非均匀沙起动流速的简化模式,通过专门安排的非均匀沙起动流速试验及分析川江野外观测资料,确定了计算公式的系数。计算结果能反映较细的非均匀床沙较同粒径均匀沙难于起动,而中等及较粗的非均匀床沙则较同粒径均匀沙易于起动的特点。     

基于雅鲁藏布江辫状河流的洪峰流量输沙变异数值模拟

该研究根据雅江中游辫状河流平面形态建立输沙地形,构建了可用于辫状河流输沙模拟的数学模型。数值计算采用二维水动力学和非粘性泥沙耦合模型对辫状河流中泥沙输运规律进行模拟研究,模型基于不可压缩雷诺平均N-S方程,模型中包括连续方程、动量方程、河床面变形方程、全沙输沙方程。该数学模型通过全沙输移理论计算悬移质和推移质输沙率。当模拟洪峰流量时,辫状河流出口含沙过程和悬移质输沙过程峰值滞后于入流过程,形成相位差,泥沙粒径越小,相位差越小,0.01mm和0.02mm泥沙相位差接近0,出口悬移质输沙率产生的相位差小于含沙量;0.3mm、0.2mm和0.1mm泥沙在辫状河流中淤积的淤积量超过50%。在计算泥沙输移的同时,考虑泥沙的启动、沉降淤积作用导致的地形更新,进而求解挟沙水流在辫状河流当中运动时对地形变化的影响,为天然辫状河流的研究预测建立一定的数值模拟基础。     

三峡工程下游卵石夹沙河段床沙粗化计算

三峡工程运用后,下泄清水持续冲刷河床,造成长江中游河段床沙逐年粗化,对长江中游河段水沙输移及河床演变规律的研究产生重要影响。为研究三峡工程下游宜枝河段、枝江河段卵石夹沙河床年际床沙粗化及年内床沙交换过程,基于Markov三态转移概率矩阵,引入非均匀沙隐暴系数,得到卵石夹沙河床上床沙级配、推移质级配及悬沙级配的概率计算模型(沙量平衡方程),能够同时考虑前期水沙条件、床沙起悬及冲淤过程对床沙交换过程的影响。结果表明：2003～2017年,枝城站床沙发生明显粗化,泥沙颗粒级配分布曲线左移,2003年床沙粒径范围为0.002 mm～41 mm,2017年变为0.031 mm～86 mm;此外,该断面床沙中值粒径总体呈上升趋势,并在2010年以后有一定波动,但波动幅度较小;并以汛初、汛末为时间节点,将枝城站年内月均床沙变化过程分为三类。通过枝城站2003-2009年实测资料验证,本文建立的概率模型计算结果与实测资料符合较好,能够应用于三峡工程下游宜枝河段及枝江河段卵石夹沙河床年际床沙粗化及年内床沙交换过程的预报,为今后非均匀沙运动及非平衡输沙机理的研究提供理论基础。     

山区流域泥沙输移比计算公式

本文在分析影响泥沙输移比主要因素的基础上，分别对坡面上单位面积输沙率ｑｓ和坡面上单位面积产沙率Ｓｙ进行了量纲分析，得出了ｑｓ和Ｓｙ的数学表达式，从而获得了山区流域泥沙输移比的计算式。采用湖北省石桥铺径流实验站的实测降雨、径流和泥沙统计资料对泥沙输移比公式进行了验证，其相关系数为０．８５，因此本文推出的计算泥沙输移比的公式是合理的。     

水库下游非均匀沙恢复饱和系数特性

泥沙恢复饱和系数是泥沙数学模型中一个非常重要的参数,其取值合理与否将直接关系到利用泥沙数学模型进行河床演变及相关研究的成败.基于三峡水库蓄水后长江中游荆江河段的实测水沙资料,以本河段三峡水库蓄水前多年平均输沙水平作为泥沙输移方程中的挟沙能力,对水库下游非均匀沙恢复饱和系数进行了率定与分析,并在总结其规律的同时从多个方面...     

非均匀推移质输移特性研究

在非均匀推移质输移机理的基础上, 通过理论分析、推导及计算,得到泥沙起动无量刚最小临界切应力参数θ0值为0.02。提出了一种计算推移质输沙率的方法及公式,该公式表明,在水流强度一定时,输沙率并非为一个常量,而是随颗粒在床面的相对暴露度而变。根据平衡输沙时θ0的最小取值,得到平衡输沙时推移质泥沙颗粒最大粒径dc max的计算式,在此基础上提出了一种计算推移质级配的方法。验证结果表明计算与实测资料符合较好。     

坡面植被覆盖度对泥沙输移的影响特性

植被恢复是黄土高原产沙大幅减小的重要原因之一。为探究坡面植被覆盖度对泥沙输移的作用,采用理论分析和野外小区试验相结合的方法,分析了植被覆盖度与坡面输沙率之间的关系。基于Einstein泥沙运动理论,从泥沙运动的角度对坡面泥沙颗粒的运动过程进行理论分析,建立了坡面相对输沙率与植被覆盖度的关系式Φ^''/Φ=(√(π/2Vc)-1) η/λ（η=D_v?D）。通过野外径流冲刷试验对公式予以验证,试验设置了6个流量级（流量范围在0.14-1.40L·s-1之间）,8个植被覆盖度（0-100%）,共48组试验。试验结果表明,计算值较实测值整体偏大,大流量条件下的计算值与实测值符合较好,小流量条件的计算值与实测值有一定偏差。综合理论与试验分析可知,植被对输沙能力的影响与植被覆盖度、植被株径和泥沙粒径有关;在相同的坡面地形及植被覆盖度条件下,株径较小的植被比株径较大的植被更有利于减沙;在泥沙粒径较粗的地区,坡面植被的减沙效果更为明显,同一种植被只需达到一个较小的覆盖度,便可以开始发挥有效的减沙效益;在植被覆盖度较低时,发挥有效减沙效果的覆盖度阈值是由坡面泥沙粒径和植被株径决定。     

非均匀沙粒径频率分布的数学表征

本文用正态概率密度函数的和函数表征非均匀沙的粒径频率分布,为分析混合沙各部分在泥沙输移过程中的作用提供了一种手段。采用野外实测资料对本文方法的精度进行检验,精度良好。最后给出了应用举例,说明本法可以实用。     

非均匀沙的运动特性与规律

在理论分析及前人试验结果的基础上,从非均匀沙的起动条件及机理、挟沙力及推移质输沙率的计算方法、悬移质不平衡输沙等方面分析了非均匀沙的运动特性,根据非均匀沙推移质输沙率公式分析了同一启动标准条件下输沙率的变化规律及输沙率变化的影响因素.     

Incipient Motion of Bed Load Sediment and Its Application in the Three Gorges Hydro Project

A formula for the calculation of critical shear stress of non-uniform sediment was developed by on river bed has been established while considering the relative degree expose of grains.The values of the Coeffi- cients in the formula have been obtained.The formula has been verified with prototype observation data, flumes data of both nature and lightweight sand.The computed results fully reflect the characteristics of thresh- old motion of non-uniform sediment.The result have been used in some physical model and mathematical mod- el for study the sediment of TGP reservoir.     

Bed Load Transport Rate in Scouring and Armoring Process of Non-uniform Sediment River Bed

Flume experiments were carried out to study bed load transport rate during rive bed scouring and ar- moring.A theoretical differential equation linking the transport rate to the probability of incipient motion of non-uniform sediment is solved.The transport rate is shown to decrease exponentially with time,according to the theory,which is in good agreement with the experiment data.     

川江卵石推移质输移的随机性

推移质运动及输沙率是河流动力学的基本问题之一。通过对川江河道实测卵石运动速度及输沙率的整理分析，可知卵石为运动距离短，停歇时间长，平均运动速度低，运动具有很强的随机性及不连续性。对卵石推移质输沙量的年际及年内的变化规律分析表明，卵石推移质输沙率的变差大，统计分布分散，也具有很强的随机性特征。河床断面形态及其相邻河道特性对输沙率也有较大的影响。     

导向充气喷动床流动行为研究——充气位置的影响

在直径92mm的有机玻璃制的带导向管的充气喷动床中,以玻璃珠为实验物料,在不同的充气量,不同充气位置,导向管不同开孔率条件下,对充气喷动床的床层压降和颗粒在环形区的下移速度进行研究,研究发现通过调节充气的位置或大小和导向管的开孔率,可以调节颗粒在环形区的停留时间,也可以使床层压降发生变化,在其它条件不变的情况下,底部充气时,床层压降和颗粒下移速度均随充气量的增大而增大;改变位置充气时,床层压降和颗粒下移速度均随充气位置的升高而降低;在同一水平面上,充气位置分布越均匀,颗粒下移速度越接近其平均值,但对床层压降无明显影响。     

导向管充气喷动床流动行为研究

在直径92mm的导向管喷动床内，引入充气，对充气对喷动床环形区内颗粒床层的压降、颗粒循环速率以及环形区内气体分布进行研究．研究发现：在临界充气速度范围内，环形区内颗粒床层的压降、颗粒循环速率均随充气速度增加而增加；环形区内气体速度随充气流量的增加而增加，且存在一个使颗粒床层保持稳定移动床的临界充气速度．建立导向充气喷动床的流动行为数学模型，计算值与实验值吻合，可作为导向充气喷动床设计与操作的参考。     

离子交换树脂床层流态化特性研究

对离子交换树脂床层的流态化特性进行了试验研究。根据试验结果，给出了离子交换树脂床层流态化速度计算公式。