粘性细颗粒泥沙水流挟沙力计算公式

通过分析水流挟运粘性细颗粒泥沙的力学机理及其相关因素，综合粘性细颗粒泥沙试验成果，运用“制紊动”的概念及“制紊假说”，推导了一个粘性泥沙公式流挟沙力计算公式。     

钱塘江河口细颗粒泥沙起动流速研究

采用泥沙水槽试验研究了钱塘江河口不同粒径的泥沙起动流速。针对室内水槽试验水深条件的局限性,提出了以实测含沙量过程线拐点附近相应的垂线平均流速为泥沙起动流速的方法,得到了水深范围介于0.15～13.6m、中值粒径介于0.002~0.07mm的泥沙起动流速。张瑞瑾、窦国仁公式与沙玉清泥沙起动公式对比结果表明,各公式对于浅水深的水槽试验值均有较高的计算精度,而对于大水深起动流速均明显偏大。以张瑞瑾公式为基础,通过多元回归分析法修正有关系数,建立了适合于钱塘江河口细颗粒泥沙的起动流速拟合公式。     

盐水环境下细颗粒淤泥的起动试验研究

为掌握细颗粒淤泥在盐水环境下的起动规律,利用可循环水槽开展盐水0‰泥(仅水体含盐)、盐水盐泥(水体和泥沙均含盐)和0‰水盐泥(仅泥沙含盐)3个系列的泥沙起动水槽试验.基于PIV(粒子图像测速)系统和数字图像灰度处理技术实现泥沙起动流速的定量判别.结果表明:水体或黏性泥沙的含盐度越高,黏性泥沙越难起动.黏性泥沙起动流速与...     

海南龙栖湾海域水文泥沙环境与泥沙运动特征

根据龙栖湾海域近期实测水文资料,对其水文泥沙环境与泥沙运动特征进行了分析,并计算了泥沙起动流速、临界起动水深、沿岸输沙和横向输沙等参数。研究表明:潮汐性质为不规则全日潮,多年平均潮差为1.53 m;潮流性质为不规则全日混合潮,主要呈往复流运动,2016年8月实测大潮平均流速为0.28～0.89 m/s,涨落潮流速相差不大;波浪主要为风浪,以偏SW浪为主;海域平均含沙量在0.03 kg/m~3以下;表层沉积物平均中值粒径为0.384 mm,属中砂范畴;水流作用下的泥沙起动流速在0.45 m/s左右,一般天气下泥沙完全起动水深在1.5 m以浅,表层泥沙起动水深在3 m以浅。该海岸岸滩净的输沙方向为西北向,净输沙能力为1.3万m~3。不同风浪条件,横沙输沙特征略有差别,在一般天气下,主要以向岸堆积;大浪作用时淘刷,泥沙离岸流失。     

规则波作用下淤泥质泥沙起动试验研究

选取浙江舟山近岸淤泥质泥沙为研究对象,采用规则波对淤泥质泥沙的起动进行水槽试验研究。结果表明,淤泥质泥沙具有薄层轻微悬扬、表层个体剥离、泥团卷起悬扬3种典型的起动状态,同一水深下的泥沙起动波高随波周期的增大而递减。以泥团卷起悬扬状态作为判断淤泥质泥沙起动的标准,佐藤公式、窦国仁公式计算的起动波高均与本文试验值总体上接近,可将两家公式计算结果的平均值用于淤泥质泥沙起动波高的估算。泥团卷起悬扬状态下过程最大含沙量往往在0.8～2.0 kg/m~3,过程最大含沙量随临界切应力增大而呈现明显的指数递增关系。研究成果便于深入了解淤泥质海岸地区泥沙在波浪环境下的水力特性,同时可为海岸泥沙数模计算及工程分析的参数选取提供参考。     

长江口航道黏性原状土冲刷特性试验

通过封闭有压矩形管槽的物理模型试验,对长江口航道底质淤泥质粉沙原状土进行冲刷试验,分析原状土的起动和冲刷特性,以及土样深度对土样冲刷效应的影响。结果表明,冲刷前后的泥沙沉积密度相当,冲刷后的土样含沙量较小,沉积密度略小于冲刷前。土样的临界起动切应力随着临界起动流速增大而增大,两者满足指数关系且函数拟合性较好。随着土样深度的增加,土样的冲刷率和冲刷系数均减小,这表明位于长江口航道的底质泥沙随着深度呈现不均匀的分布特征,深度越大的泥沙抗冲刷能力越强,深度越浅的泥沙颗粒组成越不稳定,容易被水流扰动冲刷。     

波浪作用下泥沙临界起动水深与起动波高公式解算

本文对波浪作用下形如Ho/Lo=K(dm/Lo)^2Sh(2πDc/1)(Ho/H)的泥沙临界起动水深公式按巳知条件和待求问题公两种情况进行了解算，并给出了实用计算公式与计算实例。     

泥沙模型的粒径相似比尺问题

运用相似理论对泥沙模型的粒径比尺进行了分析,提出了推移质、悬移质和全沙模型泥沙粒径相似条件;给出了包括细沙在内的泥沙起动粒径比尺的统一计算式和适用不同流区的悬沙粒径比尺的统一计算式;指出模型砂的起动流速不等于模型的起动流速,需进行比尺效应修正。     

南汇边滩的泥沙特性实验分析

南汇边滩的演变除了与该区域特定的动力环境和泥沙过程有关,絮凝也是其中的—个重要的因素。本文利用南汇边滩泥样,采用实验的方法,对泥沙特性进行分析。实验研究泥沙粒径、盐度、含沙量对絮凝的影响,得到南汇边滩地区的细颗粒泥沙与粗颗粒的临界粒径为0．03mm,最佳絮凝盐度为15‰。含沙量与絮凝的成正比,分析实验结果对南汇地区实施围垦工程有实际意义。     

瓜达尔港疏浚弃土对港内淤积的影响

在1996和2001年现场实测水文、含沙量、底质、波浪等资料基础上,利用二维潮流、泥沙数值模拟技术对工程区附近水域的潮流、抛泥后泥沙的沉积、部分细颗粒泥沙随涨、落潮流的运动情况进行了研究,同时就该部分细颗粒泥沙对航道的影响作出了评述。     

Measurements of threshold values for incipient motion of sediment particles with two different erosion devices

For studies on sediment transport processes experimental data on the erosion behaviour of sediments are necessary. Because of significant differences in experimental setups and subsequently in resulting values comparisons and, where possible, correlations between methods are required. This study presents measurements with two different erosion devices (straight flume and microcosm erosion chamber), which were used for the determination of critical shear stress velocities for sandy submarine sediments and sieved sediment fractions. An approach is presented to convert measured current velocities into shear stress velocities via roughness length values and drag coefficients under hydrodynamically smooth and transitional turbulent flow conditions. The results from both devices show a good agreement and the measured erosion threshold values fit to established correlations between critical shear stress velocity and grain size. In the grain size range below 200 µm results for naturally composed sediments are influenced by effects caused by the silt- and clay fraction. Sieved sediment fractions in this grain size range tend to show lowered erosion thresholds in relation to the Shields' curve.     

非均匀沙推移质输沙率的研究

本文根据拜格诺水流功率理论,推求出均匀抄和非均匀抄推移质输沙率公式。其中均匀沙公式结构形式与恩格隆公式完全一致,非均匀沙输沙率考虑到粗、细沙的相互影响,用隐暴系数加以校正,隐暴系数可从清水冲刷水糟试验资料反求,结果与林泰造公式非常吻合。用隐暴系数对盖斯勒起动机率进行修正,可以获得非均匀沙粗化的极限级配及粒径计算公式。该级配的平均粒径可以用作非均匀沙起动的判别标准。文中用野外和水槽试验资料对上述公式进行了初步验证,结果均是良好的。     

Fine sediment deposits in shelf seas

From field observations it appears that the top layer of a shelf bottom in general exhibits an intricate geographical pattern of sediment formations. Sediments of different composition are confined in distinct regions. This contradicts the idea that current and wave forces stir up bottom sediment and disperse it in a random way over the shelf; the dispersal process is counteracted by sorting mechanisms. In this paper the bottom patterns of fine cohesive sediments are considered. A specific sorting mechanism is studied which may explain the patchy structure of fine sediment deposits. It is shown that fine sediments can be trapped in bottom deposits which contain a fine sediment fraction high enough to prevent pore water motion in the shelf bed. This mechanism opposes sediment dispersal away from existing deposits. It may also explain the formation or the preservation of mud patches, even in regions where the bottom shear stress is relatively high.     

泥沙淤积对川维厂码头影响的研究

根据模型试验结果,分析三峡建库后泥沙淤积对川维码头的影响,结果表明:建库后,本河段自然条件下河床淤积、冲刷规律有所改变,导致码头前沿及斜坡式码头泥沙大量淤积,影响码头作业条件。     

无黏性均匀沙起动临界条件的统一

采用确定性分析方法,建立无黏性均匀沙起动流速公式,并用实测资料对其进行验证。通过理论推导,得出基于剪切力和水流功率的均匀沙起动临界条件表达式。对基于起动流速、剪切力和水流功率的均匀沙起动临界条件进行统一,得出各表达式之间的相互转换关系,证明三种起动临界条件在本质上是相互统一的。     

细颗粒泥沙运动及滩槽交换对航道回淤的影响

潮汐河口细颗粒泥沙为主的泥沙运动方式呈现出复杂的形态,其不同的运动形态对河口演变和航道回淤问题的研究十分重要。讨论在潮汐、波浪条件下,非黏性沙的层移运动和黏性细颗粒泥沙近底高浓度悬沙层的类推移运动,以及浮泥层的推移运动等泥沙运动形态的特点、发生条件和运移规律。针对长江口南槽水动力条件,利用前人水槽试验成果,估算了主槽水体含盐度高于浅滩时,航道两侧浅滩近底高浓度悬沙横向输移进槽的输沙量,得到与实际基本相符的结果。     

宽级配河床粗化稳定结构

本文阐述了宽级配河床粗化稳定结构的特性,得到了宽级配河床粗化稳定后的阻力规律、非均质沙起动概率及粗化层级配的计算方法,并利用各家水槽资料、San Luis河流(美国)及汉江丹江口水库下游资料与阻力公式及粗化层级配计算值进行了比较,二者基本吻合。     

长江口北槽深水航道回淤量计算模型研究*

把长江口北槽深水航道内2012年洪枯季两次、大中小潮的观测资料以及对应时段的航道回淤量等实测数据,引入到常用的近底层泥沙通量计算模型中,通过选取和率定其中主要的模型计算参数以及率定人工维护条件下航道内底层泥沙的沉降概率,最终建立了一个适合长江口北槽深水航道回淤量计算的数值模型,并利用洪枯季航道回淤的实测资料对该计算模型进行验证,得到较符合的结果。     

象山湾港区规划方案泥沙淤积分析

采用平面二维潮流数学模型,对象山湾港区规划方案实施前后的流场进行了数值模拟,并在此基础上运用泥沙数学模型模拟该区域含沙量场的分布,进而对规划方案泥沙淤积情况进行分析。根据数值模拟和分析的结果对规划方案进行了评价并提出建议。研究结果表明,象山港所在海区泥沙运动以悬沙为主,规划方案实施后对该港区的泥沙运移不会产生大的影响;从潮流和泥沙角度分析,该港区规划方案各码头泊位布局合理。根据研究结果建议象山湾的港区码头宜顺岸布置并坚持深水深用、浅水浅用的原则。