基于同伦摄动法的非玻尔兹曼孔隙介质水流运动规律

水在孔隙介质中运动时,采用传统的Richards方程进行分析,在使用玻尔兹曼变换的情况下,大部分模拟结果与试验结果不符。对此,根据已有成果修正了广义的Richards方程,并使用同伦摄动法得到了广义Richards方程的近似解析解。最终通过与实测数据对比,发现解析解取到四阶表达式时可取得良好的拟合效果,且同伦摄动法计算结果与数值计算结果相近。另外,利用同伦摄动法求得的解析解可适用于玻尔兹曼变换系数0a2的所有情况,进一步验证了同伦摄动法求解Richards方程的可行性。     

宽级配推移质输移特性研究

针对宽级配卵石河道粗细颗粒泥沙的输移特点，提出一种反映粗化细化过程的特征参数－粗化细化程度的概念和计算方法，来描述河道粗化细化过程中输沙能力的不同特点，同时，在对床沙位置进行实测的基础上，把粗化过程和床沙位置特征参数联系起来，用床沙位置特征参数来反映，刻化粗化细化过程中的程度；由此而对非均匀粗细泥沙输移中粗化细化程度对输沙率的影响规律进行深入探讨，获得粗化细化程度对粗颗粒泥沙推移质输沙率影响的计算方法。     

宽级配卵石起动规律研究

卵石的起动有其特殊性。本文针对卵石颗粒及其起动特点 ,考虑卵石颗粒形状的影响 ,引入形状系数及相对暴露度系数 ,从卵石的等效粒径出发 ,采用滚动起动模式 ,导出了卵石起动流速公式。并用天然河流实测资料和水槽试验实测资料进行了验证 ,符合较好。     

非均匀推移质输沙率

本文提出了一种实测床面表层颗粒暴露高度的方法,并用此方法实测,提出了区分宽级配非均匀沙全动和部份可动的标准;进而提出了非均匀沙平均床面及其代表粒径的计算方法。考虑前后颗粒暴露高度及其分布的相互影响,导出了冲刷概率 P_*=PP′的表达式,并根据非均匀沙大小颗粒暴露高度不一的特点,提出了非均匀沙推移质交换时间的表达式;最后获得了新的非均匀沙推移质输沙率公式。该式已经验证,可以直接用于实际工程中。     

荒坡治理效果神经网络模拟及比较研究

四川升钟实验点对荒坡进行了六种不同治理方式的实验观测。根据实测数据 ,采用神经网络建模方法 ,对荒坡六种治理方式的侵蚀产沙建立了神经网络模拟模型。该模型可以估计六种治理方式的保土效果。模型结果与实测资料基本一致 ,这为研究荒坡治理提供了定量化方法 ,对科学合理开发利用荒坡 ,防治水土流失有重要的现实意义。通过比较分析 ,发现以工程造林型和人工育草型保土效益显著     

流域年均含沙量BP模型问题分析

本文在用人工神经网络BP模型对流域年均含沙量进行多因素建模过程中，对BP算法进行了改进，在学习速率η的选取上引进了一维搜索法，解决了人工输入η时，若η值过小，收敛速度太慢，η值过大，又会使误差函数值振荡，导致算法不收敛的问题，建模实践表明，改进后的BP算法可能使网络误差函数达到局部极小点，提高了算法的拟合精度。     

泥沙补给变化下山区河流河床适应性调整与突变响应

针对泥沙运动力学经典理论体系与天然山区河流推移质运动存在显著差异的若干基本问题,开展山区流域沙量补给条件变化下,山区河流河床调整与突变响应机理研究。揭示了泥沙补给条件对非均匀卵石起动、输移的影响特征和卵石沙量补给与山区河流沙波形成、碍航机理;探索了泥沙补给变化下陡坡河道水沙运动奇异特征和宽窄相间漫滩复式航槽河床突变响应现象。采用水沙错峰、水沙分离等集结降阶技术手段调控洪峰时段成灾河段卵石沙量补给条件,是山洪泥沙灾害致灾风险降阶防控的核心。     

卵石河床清水冲刷粗化层破坏临界条件试验研究

针对山区卵石河道普遍存在的床面粗化层现象,进行了水流强度连续小幅增大的清水冲刷粗化层破坏试验研究,旨在探讨粗化层破坏与水流强度之间的临界关系.试验结果表明,水流强度的增大并不一定能破坏床面粗化层,只有当水流强度增大到一定程度时,粗化层才会破坏.对于本系列试验所用泥沙,只有床面切应力大于初始粗化床面切应力的1.2倍,粗化层才会破坏.粗化层床面结构对粗化床面切应力有着重要的影响.     

复式河槽综合糙率计算方法比较与分析

综合糙率是复式河槽水力计算的一个重要参数。本文系统地总结了推求综合糙率的各种典型方法,包括Pavlovskij方法．Einstein-Banks方法,Lotter方法,Krishnamurthy-Christertsen方法以及Dracos-Hardegger方法。运用277组复式河槽水槽实验资料和野外实测资料,验证了上述各种方法的有效性。通过比较和分析,发现这些方法都不适用于估算复式河槽综合糙率。本文对这些方法产生误差的原因进行了分析,并指出产生误差的原因在于前四种方法忽略了滩槽动量交换;后一种方法虽然考虑了动量交换,但该方法并不普遍适用。本文对现有资料的分析,提出了一个滩槽糙率相同情况下的复式河槽综合糙率关系式。     

植被作用下的复式河槽漫滩水流紊动特性

分别选取塑料吸管、鸭毛和塑料大草模拟乔木、灌木和野草,通过水槽试验,探讨了不同滩地植物作用下的浸滩水流紊动特性。试验结果表明,纵向、横向和垂向三个方向的脉动流速基本满足正态分布;时均流速与采样时间的长短有关;横向动量交换比垂向动量交换大,横向动量基本上是主槽向滩地传递;不同的滩地植物对水流的紊动强度的影响不同。滩地种植植物后,水流的紊动强度增强。纵向和垂向的紊动强度相当,都服从S型分布。