黄土坡面溶质随径流迁移相应函数模型

根据在降雨条件下黄土坡面溶质随径流失特性，将黄土坡面溶质随径流流失过程看成一个随机过程，应用概率统计学原理，导出了黄土波面溶质随径流失的相应函数模型，并利用实测资料推出了模型中的各数及与其影响因素间的关系，得到了Ｃａ＾２＋径流浓度相应函数模型，并利用实测资料对模型进行检验，同时对模型存在的问题进行了讨论。     

潮流和波浪作用下悬移质挟沙能力研究评述

本文对国内外有关潮流和波浪作用下悬移质挟沙能力的研究成果进行了全面系统总结和分类，分析各类挟沙能力公式的优缺点。最后，指出只有系统地研究床面泥沙交换的微观机制，引入新的理论和方法才能使潮流和波浪作用下挟沙能力的研究取得较大的进展。     

粗细泥沙挟沙能力研究

文中导出了均匀沙、非均匀粗细泥沙平衡和不平衡状态下的挟沙能力公式，反映出含沙量、来沙量、级配和粘性对挟沙能力的影响。     

天然河道水流挟沙能力研究

天然河道水流挟沙能力的确定对于利用数学模型来模拟泥沙运动和河床变形具有重要意义。本文在收集大量天然河流实测资料的基础上,对长江、汉江、塔里木河干流、黄河以及三门峡水库的水流挟沙能力进行了分析研究,选定了既适合于低含沙河流也适用于高含沙河流水流挟沙能力的计算公式,探讨了确定挟沙能力系数和指数的方法,避免了利用数学模型计算时系数取值的不确定性,提高了数学模型应用于不同天然河流的适应能力。研究表明,韩其为的高低含沙量统一的挟沙能力公式可以适用于各种不同的天然河流,系数取值稳定,且容易确定。     

引黄灌区总干渠挟沙能力时空变化及其影响因素研究

引黄灌区挟沙能力特性研究一直是泥沙研究的重要课题。以包头镫口扬水灌区总干渠为研究对象,分析了影响总干渠挟沙能力的因素。结果表明影响总干渠挟沙能力的主要因素是流量、悬沙中值粒径、来水含沙量。总干渠挟沙能力沿程变化规律是离泵站出水口越近挟沙能力越大;时间变化规律是春灌期挟沙能力小于其他三个灌水期的挟沙能力,秋灌期挟沙能力最大。总干渠挟沙能力在春灌初期小于来水含沙量;其他时段挟沙能力大于来水含沙量。     

水流挟沙能力公式的转化与统一

水流挟沙能力作为河道水力与泥沙因子和河床补给条件相互作用的重要综合性参数，一直是河流动力学中的核心问题之一，倍受学术界关注。本文首先基于悬移质运动效率系数等泥沙悬浮能量的角度建立水流挟沙能力统一结构公式；然后对前人众多的水流挟沙能力公式进行分类、归纳为含沙量型与输沙率型两种主要形式，并通过进一步的推导转化，将现行的主要挟沙能力公式统一于通用的结构公式，表明统一结构公式具有良好的通用性与实用性；文中最后应用黄河、长江等大量的天然实测资料对张红武等四家同时能适合于高、低含沙水流挟沙力公式的可靠性进行验证与分析，结果表明张红武和作者公式的计算精度令人满意，该项研究成果对于河流动力学学科发展及指导河道整治工程规划设计具有重要意义。     

水流挟沙能力公式的转化与统一

本文首先基于悬移质运动效率系数等泥沙悬浮能耗的概念建立了水流挟沙能力统一结构式公式;然后对前人众多的水流挟沙能力公式进行分类、归纳为含沙量型与输沙率型两种主要形式,并通过进一步的推导转化,可将现行的主要挟沙能力公式统一于结构公式中,表明统一结构公式具有良好的通用性与实用性。文中最后应用黄河、长江等大量的天然实测资料对张红武等4家同时能适应于高、低含沙水流挟沙力公式的可靠性进行验证分析,结果表明张红武和作者公式的计算精度比较符合实际,建议在实际工作中加以应用。     

悬移质挟沙能力水槽试验研究

利用0.03 mm黄土和卵石碾成粉末制成的0.03 mm人工沙,0.06 mm黄土,0.13 mm黄沙,共计4种沙样,在槽长33 m,宽1.25 m,深0.5 m,可以调节坡度的钢板水槽内按系统试验方法进行饱和含沙量试验.进槽含沙量较高,含沙量沿程降低,底部泥沙淤积,形成沙波,待水流中含沙量在1～2 h内保持不变时,定义为极限或饱和含沙量.每次试验测定含沙量、流速、水深、水面比降、悬沙颗粒级配、槽底泥沙淤积比降、槽底泥沙颗粒级配等数据,探求细粒泥沙在一定条件下的饱和悬沙含量,即悬移质挟沙能力.试验观测及理论分析表明,在恒定均匀水流条件下,浑水悬沙饱和含沙量取决于悬浮泥沙的沉速、水流流速、水深、水力半径、水面比降、底部淤沙粒径各水沙因子.在寻求挟沙能力经验公式中,除水流本身紊动挟沙外,还应考虑底部含沙量,淤沙粒径,包括糙率(沙波高度)和底沙运动,对输沙的影响,所求得的经验公式包括Velikanov公式诸因子以及底沙受水流剪力流速和底沙粒径的比值的因子.天然渠道资料检验说明了公式的适用性.     

冲积河流的水流挟沙能力

在前人研究成果的基础上分析了水流挟沙的物理模式，以挟沙水流紊动能量方程为理论基础，得出了紊动能产生项和粘性耗散项的表达式，由此推导出适用于水流的紊流三区(光滑区、过渡区和粗糙区)的挟沙能力计算式，依据天然河流实测资料和室内水槽试验资料，验证了该水流挟沙能力计算式．针对该计算式分析了影响水流挟沙能力的因素．     

潮流和波浪作用下悬移质挟沙能力研究述评

本文对国内外有关潮流和波浪作用下的悬移质挟沙能力的研究成果进行了全面系统总结和分类，分析各类挟沙能力公式的优缺点。最后，指出只有系统地研究床面泥沙交换的微观机制，引入新的理论和方法才能使潮流和波浪作用下挟沙能力的研究取得较大的进展。     

长江口近口段水流挟沙力与径潮动力关系

该文在充分考虑径流和潮流水动力因素的基础上,建立了更适合于河口区域的水流挟沙力公式,并以长江口近口段为例,讨论了径流和潮流水动力差异对水流挟沙能的影响.结果表明:长江口近口段涨潮和落潮相同流速时洪季的悬沙浓度大与枯季;建立的考虑径流和潮流因素的水流挟沙力公式与传统公式相比,精度上有较大提高,该公式将不同季节和潮型下的水流挟沙力统一起来,有效反应了年内潮汐河口近口段的水流挟沙能力.对于水流挟沙能力的研究则表明:径流不变时,潮流增加,近口段涨潮和落潮水流挟沙能力增强;径流增加时,徐六泾以上河段潮差减小,涨潮水流挟沙能力减弱,而徐六泾及以下河段潮差表现为增加,这表明涨潮和落潮水流挟沙能力取决于径流和潮流的对比过程.     

黄土坡面水沙过程及水流阻力变化试验研究

为明确复杂地表产流产沙规律及其与水流阻力的关系,采用间歇性人工模拟降雨实验,开展了黄土高原的裸坡、人工掏挖、鱼鳞坑、等高沟垄四种典型坡面在五场降雨条件下的水沙演化过程、阻力来源及阻力规律研究。结果表明:鱼鳞坑、人工掏挖两种措施均以降雨时间到达55 min为临界点,继续降雨则其蓄水拦沙的作用失效。各地表水流阻力均来源于降雨阻力、颗粒阻力、形态阻力的叠加。地表输沙率与水流阻力之间均表现出负相关,输沙率随水流阻力的增大而下降。鱼鳞坑、等高沟垄措施在一定的降雨历时范围内均具有显著的减流减沙效应,而较之鱼鳞坑,等高沟垄在延缓径流,控制侵蚀方面具有更好的效用。     

水流挟沙力公式检验方法的评价

由于水流挟沙力公式众多,对水流挟沙力公式的检验显得尤为重要。本文对水流挟沙力公式的检验方法进行了评述,并利用实测资料及有关计算公式,对常用的几种检验方法进行了比较分析。结果表明,对于相同检验资料,不同检验方法得到的结果并不相同。产生差异的主要原因有两点：其一,不同检验方法考虑的侧重点不同 其二,差别较大的检验资料对检验结果的影响权重不同。目前,建议同时运用相关系数法和集中系数法综合检验水流挟沙力公式。     

坡面流挟沙力计算公式及其评价

坡面水流挟沙能力的计算是土壤侵蚀过程中最为重要的一环,它是判别坡面是否发生冲淤的依据。本文总结了现有的坡面流挟沙力计算公式,并利用实验数据对各公式的适用性和局限性进行了评价。结果表明:Low和Abrahams公式只有在不考虑降雨的情况下可以较好地预测坡面流挟沙力;Shih公式虽然考虑了降雨影响,但只适用于特定的水力条件;Guy公式将挟沙力分为坡面流贡献和降雨贡献两部分,用实验数据重新率定参数后,能更好地预测坡面流挟沙力。此外,临界Shields数作为泥沙颗粒启动的判别条件在降雨影响下不再适用于坡面流。     

近岸海域泥沙侵蚀率与水流挟沙力

根据河流和近岸海域泥沙运动过程的差异,通过比较水沙界面泥沙通量、近岸海域泥沙侵蚀率和挟沙水流挟沙力,导出了适合于近岸海域泥沙的挟沙力公式,并且引入了挟沙水流有效流速的定义,得到挟沙力是有效流速的函数,其系数是泥沙粒径、阻力系数及底部泥沙体密度的函数.论证了波浪、潮流的有效流速为最大流速的l/√2以及河道水流的有效流速即为河流流速,从理论上证明了刘家驹公式的适用性,同时用现场实测资料验证了给出的挟沙力公式的合理性.     

聚类统计方法在高含沙水流挟沙力公式验证中的应用

本文先将挟沙力公式的计算值和实测值进行标准化,然后将聚类统计的方法运用于挟沙力公式的检验。对挟沙力公式按其计算结果的点群趋势和数值的接近程度进行定量分类,最后根据类的优劣评价不同公式。该方法既实现了从定量上对公式的评价,又克服了因检验资料数值差异过大引起的误差。文中选取了6组高含沙水流挟沙力公式进行聚类统计,结果表明这6组公式可分为3类,第一类公式包括张红武公式,第二类包括窦国仁公式、舒安平公式,曹如轩公式和刘兴年公式;第三类公式包括刘峰公式,且第一类公式与不同水流条件的实测值符合得最好。     

两相非均质流输沙平衡关系及挟沙力研究

对非均质流挟沙力研究现状分析表明,目前悬移质水流挟沙力公式存在的问题:一是未能正确反映水流势能转化为动能过程中必须考虑的阻力因子;二是未能正确处理泥沙颗粒的非均匀性特点;三是未能正确计算悬液黏度对颗粒沉速的影响。本文基于大量室内平衡输沙试验及野外河渠准平衡输沙观测资料,建立了非均匀沙悬移质输沙平衡关系,得到了新的适用于各级含沙量的非均匀沙悬移质挟沙力公式。进而根据建立的输沙平衡关系,得到了挟沙水流的不淤流速及阻力坡降关系,可用于河道治理及渠系设计。     

黄土丘陵区产流输沙量对地貌因子的响应

地貌因素与径流泥沙关系分析是建立流域生态水文模型的一项基础工作。本文选取受人类活动影响相对较小的1959～1969年间的黄土丘陵区水文泥沙资料,分析了黄河中游黄土丘陵区的20余条支流的年均径流量、流域年均输沙量及年均径流系数与集水区面积、河道平均坡降、流域高差和流域干流长等地貌参数的关系。结果表明,在研究区内,地貌参数与流域径流量和输沙量之间表现出类似的变化趋势,即年均输沙量和径流量与集水区面积或河道干流长呈较显著的正相关关系,与河道平均坡降呈幂函数减少关系,而与流域高差未表现出某种趋势性变化特征。年均径流系数与地貌参数之间亦没有表现出明显的趋势性变化关系。     

水流挟沙力公式的理论剖析与检验

为提升河流动力学学科水平,给学术研究及工程应用选取水流挟沙力公式提供依据,本文系统回顾典型水流挟沙力公式的研究进展,针对各公式依据的原理、推导过程、技术细节、影响因子等环节进行阐释分析,指出其亮点与不足,修正了水流挟沙力的定义。结合大量实测资料检验和公式适用性的评价,发现尽管资料率定能提高公式精度,但对于理论有缺陷的公式却不能体现河床和水流的自动调整作用。进一步分析认为,张红武挟沙力公式合理地将挟沙效率系数与水流阻力系数作为综合系数处理,能避免不少公式存在的水流挟沙力同水流阻力呈正比的理论错误,并通过挟沙系数为c(a+bS_v)^m的形式,体现了不同大小含沙量对挟沙效率的影响,能够保证公式具有普遍的适用性和高精度。     

浮泥挟沙力和输沙规律的研究和应用

本文提出不同湿容重的浮泥兵沙力关系式，浮泥输沙率公式以及大风期的航空道回淤预报模式。应用于珠江崖门口航道，预报值与９１０８＾＃台风后的检测值基本相符。