浅析流速垂线分布与含沙量垂线分布的关系

根据流速垂线分布公式的结构不同,将流速垂线分布公式分为3类,并推导出3类流速公式对应的以垂线坐标为变量的含沙量垂线分布公式。理论研究表明,流速与含沙量的关系主要以流速梯度与含沙量梯度的关系为基础,基于该关系推导出与每类流速公式对应的以流速为变量的含沙量垂线分布公式,并分别讨论了3类流速分布对含沙量分布的影响,最终得到流速量级对含沙量量级的定量关系为指数倍的变化率。     

近底高含沙量流层对水流及泥沙运动影响的初步探討

本文根据三组水槽试验资料,初步探讨了近底高含沙量流层对流速分布、紊动特性等的影响,以及在此条件下的含沙量分布规律.近底高含沙量流层的存在,改变了时均流速的分布.在主流区实测范围內,流速分布继续遵循对数定律,但公式中的卡门常数减小,亦即流速分布趋于不均匀.在近底流区內具有明显的密度梯度,其流速分布可用式(13)来描述.挟沙水流中的含沙量梯度有使紊动減弱的作用.在高含沙量条件下,含沙量沿垂线分布具有公式(29)的形式.     

小浪底水库异重流垂线流速和含沙量分布研究

对小浪底水库异重流断面流速和含沙量垂线分布进行了研究,结果表明:异重流断面垂线最大流速点下的流速分布符合指数分布,最大流速点上部流速分布可按照高斯正态分布计算,含沙量垂线分布符合常数为最大含沙量的抛物线分布。据此结果导出了异重流垂线流速分布公式和含沙量垂线分布公式,可以较好地模拟小浪底水库异重流断面流速和含沙量的垂线变化规律。     

浮泥水域水流挟沙力公式初探

浮泥发育水域水体的含沙量通常变幅较大,无法与水流流速建立良好关系.在分析浮泥水域含沙量时空变化特征及常用挟沙力公式的基础上,提出了以浮泥重度为参数的挟沙力公式.该公式建立了浮泥水域水体含沙量与浮泥床面泥沙条件的关系,使泥沙数学模型中泥沙输运过程的数值模拟结果更加符合实际情况,有助于提高泥沙数值模拟精度.     

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。     

长江黄河垂线流速和含沙量分布规律

根据长江和黄河实测的流速、悬移质含沙量及其级配的垂线分布资料，分析了它们变化的规律性，检查了现有理论和经验公式与实测资料的符合程度，并对有关参数进行了探讨，分析表明：各垂线流速分布可以用指数流速分布公式和对数流速分布公式表示，各垂线含沙量分布既可用指数分布又可用对数流速分布导出的含沙量公式表示。相对水深η＝ｙ／ｈ＝０．４处的流速和含沙量及级配基本上都等于垂线平均值。从而可知，用η＝０．４处的流速和     

振动管式含沙量测量原理的研究

本文根据Housner方程导出了考虑流速影响的振动管式含沙量测量的基本公式,对文献[2]零流速含沙量公式进行了修正,理论计算与实验结果比较一致.通过计算,阐明了测低含沙量必须考虑流速的影响,建议采用本文导出的考虑流速影响的含沙量公式.最后根据临界流速v。的公式和考虑流速影响的含沙量公式,讨论了振动管的设计原则,俾有助于提高振动管式含沙量的测量精度和稳定性.     

含沙量沿垂线分布的简算法

本文以指数流速分布公式为基础,推导出悬移质含沙量沿垂线分布扩散系数εy的计算公式,与各家泥沙扩散系数εy作了分析比较,并导出了含沙量沿垂线的分布公式,克服了Rouse公式在水面含沙量为零的缺点。结合西北特点提出黄土地区悬移质含沙量分布规律,引用黄河实测资料验证公式结构正确,计算方法简便。     

一种新的S型悬沙垂线分布研究

鉴于众多实验及实测结果中,最大含沙量常不在水体底部的现象,根据Coles非均匀流理论,对Van Rijn流速垂线分布公式进行改进,得到形式更加简单且能够表示最大流速不在水体表层的S型流速垂线分布公式,并以此为基础,推导出可以表示最大含沙量不在底层的S型悬沙垂线分布公式,结构上与王光谦的I型含沙量公式相似,但形式更为简单。采用实验数据及实测数据进行验证,结果表明,该含沙量垂线分布公式可以较好地反映实验及实测中最大含沙量不在水体底部的现象。     

基于涡量-动量传递理论的天然河流流速与含沙量垂线分布公式

流速分布规律的研究是揭示水流流动特性的关键,含沙量分布规律的定量描述是研究悬移质运动的基础。鉴于同室内水槽试验资料相近的经典公式,同天然河流实测资料存在较大差距,本文在回顾前人研究成果的基础上,首先以涡量传递及动量传递理论为基础,对涡团模式建立的掺长积分取平均值后,求解恒定二维均匀紊流时均运动方程,得出了紊流流速垂线分布公式。然后,运用所得流速公式确定悬移质扩散系数,求解平衡情况下的扩散方程,得出了悬移质含沙量垂线分布公式。实测资料检验结果表明,本文建立的公式能较好描述天然河流流速及含沙量垂线分布规律,且克服了前人经典公式的理论缺陷。     

含沙量沿垂线分布的简算法

本文以指数流速分布公式为基础，推导出悬移质含沙量沿垂线分布扩散系数εy的计算公式，与各家泥抄扩散系数εy作了分析比较，并导出了含抄量沿垂线的分布公式。克服了Rouse公式在水面含沙量为零的缺点。结合西北特点提出黄土地区悬移质含沙量分布规律，引用黄河实测资料验证公式结构正确，计算方法简便。     

由洪水水位过程预报含沙量过程

一、水位与断面平均含沙量的关系 (一)测点含沙量与断面平均含沙量 1.含沙量沿垂线分布的公式(文献1)为式中ρ为测深垂线上距河底y处的测点含沙量,ρ_o为某一参证点(距河底y_o处)的测点含沙量,ω为泥沙平均粒径沉速,ε为动量传递系数,又称涡体的运动滞性系数. 2.断面平均含沙量 图1为断面流速分布示意图.在某一垂线上某一点P(例如0.6水深处)的测点流     

明渠挟沙水流的两相流模式

本文从两相流基本方程出发对明渠挟水流含沙量、流速垂线分布及近底层平均流动特性进行了理论研究，建立了一个新的泥沙扩散方程，并用大量资料进行了验证。结果表明：现有含沙量公式和流速垂线分布公式只是本文理论模式在低含沙量条件下的简化形式。当含沙量增加时，固相泥沙对流动结构的影响亦趋显著而不可忽略。精确模拟水沙流动，需要发展高级的两相湍流模式。     

天然河道浑水流速分布研究

通过对有关学者得出的几个典型的垂线流速分布公式的分析认为:现有的用于天然河道的流速分布公式都存在不同程度的缺陷,且这些公式仅能用来计算不受侧壁影响的二维情况下的垂线流速分布,当用于峡谷河段时计算值与实测值差别较大。实测资料表明,对数或指数型流速分布公式可用于描述宽谷河段的垂线流速分布。由水流阻力公式导得了天然河道垂线平均流速沿横向的分布,引进重线流速分布,即得到断面点流速的分布公式。公式既可以用于清水水流,也可以用于挟有泥沙的浑水水流,含沙量对流速分布的影响主要反映在指数m发生变化这一点上。与实测资料比较发现,公式较好地反映了天然河道流速分布的实际情况。     

挟沙水流紊动扩散系数的研究

本文通过理论分析，得到剪切紊流中紊动粘性系数υt(紊动扩散系数)沿水深服从F-分布，用于计算悬移质含沙量沿垂线分布与Rouse公式、张红武公式一致，规律符合实际，可用之于紊流计算与分析.     

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。     

基于悬移质泥沙分布理论的泥沙扬动流速公式

扬动流速是泥沙由间歇性滚动、滑动、跳跃运动转化为悬浮运动的临界流速,确定扬动流速对于预判沙质河床冲淤状态具有重要意义。在回顾前人研究成果的基础上,认为扬动流速概念适用的对象主要是非黏性沙质颗粒,它们的扬动状态同含沙量垂线分布图形存在的关系较为清晰,从而依据张红武及张罗号先后建立的含沙量垂线分布公式分别计算了不同悬浮指标下相对含沙量为0.85时的相对水深,得到一定水流条件下的颗粒悬浮高度拟合关系式,再通过假定泥沙扬动的临界状态为颗粒实际离开床面的运动高度已达相对水深0.03,即可得出泥沙扬动流速公式。通过与沙玉清和张罗号扬动流速公式的比较以及沙质河床实测水沙资料的检验,结果表明本文建立的泥沙扬动流速公式能较好地描述天然河流的泥沙扬动规律。     

漫滩水流水沙运动规律的研究

本文根据漫滩水流的运动特点，将漫滩水流的复式断面分为主槽平衡区、滩槽交互区、滩地平衡区及边壁区等4个区，并给出了各区宽度的经验公式.根据滩槽交互区垂线流速分布的变化特点，提出了附加尾流函数的对数流速分布公式.在简化水流运动方程和泥沙扩散方程的基础上，对滩槽交互区内垂线平均流速及含沙量沿横向分布进行了理论分析，提出了反映滩槽水流动量交换强度的横向涡量粘性系数及横向扩散系数的表达式，得到了漫滩水流垂线平均流速及含沙量沿横向分布的解析解，并与实测资料吻合较好。     

明渠高含沙水流含沙量沿垂线分布的试验研究＊

本文通过室内水槽试验对含有一定细颗粒(d<0.01mm)的高含沙水流的流速分布进行了试验研究.并由理论分析、求解剪切力方程及扩散方程,得到了高含沙水流的流速及含沙量分布公式.它们既适用于描述有流核的高含沙水流,也适用于描述无流核的高含沙水流及一般挟沙水流.与实测资料对照发现,公式能较好地反映水流挟沙的实际情况,另外,通过对实测资料的分析,得到了含沙量由低向高变化时其分布形态的变化规律.     

南汇边滩水沙运动特性及其围涂工程影响

根据2005年7月28日至8月4日南汇边滩3个断面水文泥沙同步观测资料,分析了该水域的水文泥沙特性.结果表明:南汇边滩南北部分别受长江口水流和杭州湾水流控制,呈往复流性质;中部石皮勒断面,呈旋转流状态;潮流流速横向分布存在着向岸递减的分布特征,纵向分布差别不大;含沙量普遍较高;横向上,近岸水域的含沙量普遍要比远岸水域的含沙量高;在一个潮周期中,含沙量峰值滞后于流速峰值.并且根据冲淤计算和拟合挟沙力公式计算初步分析了南汇边滩围涂工程对该水域地形变化产生的影响.