明渠挟沙水流垂线流速的分形特征研究

文中采用分形的方法去探讨明渠挟沙水流垂线流速分布的规律,结果表明:挟沙水流垂线流速确实存在着简单分形现象,且整个水深范围都属于无标度区间。通过试验资料计算得到了流速分维值,并探讨了该分维值的物理意义以及与各种水力参数的关系。     

卡门常数的研究现状及进展

挟沙水流卡门常数是描述含沙水流流速分布的重要参数,目前水流流速分布规律主要分为两种模式:变k模式和Coleman模式.本文根据国内外现有资料归纳总结了卡门常数的研究现状,并指出需进一步研究的问题.     

三峡工程对下游河道的影响及治理措施的初步研究

<正>1 前言 正在兴建的三峡工程.改变了下泄水沙条件及过程,水库运用初期排沙比仅为 30％,悬移质粒径变细,其中值粒径约为建库前的31％,这样坝下游河道水流挟沙能力远大于含沙量, 水流就要从河床中补充泥沙冲刷河床,并使床沙粗化;水库运用中后期,出库含沙量增加,粒径变粗, 并逐渐接近建库前, 而在冲刷已经平衡的河段上, 挟沙能力又小于含沙量, 悬移质就要回淤, 经过一段时间回淤后,河床与水流之间产生新的平衡。如此坝下游河道从冲刷回淤再到新的冲淤平衡过程, 势必引起水位降落及河势的调整, 给航道、港口的运用带来新的问题。     

关于非均匀沙悬移质不平衡输沙问题

本文从水流挟沙能力基本概念出发,根据非均匀沙悬沙与床沙交换的基本形式,导出了非均匀沙平衡及不平衡输沙时水流挟沙能力基本公式,进一步揭示了非均匀沙输沙机理.文中理论较完善,概念较清晰.公式简明.适用范围广.可用于一、二维泥沙数学模型.     

长江河口主要汊道水流挟沙能力分析

在分析长江河口水文泥沙特性的基础上,统计了河口南北支、南北港等汊道河段的悬沙中值粒径值。结果表明,长江河口悬沙较细,悬沙中值粒径变化范围不大,在0.006~0.014 mm之间,在大中小潮过程中各个汊道河段的变化也不大,其中值粒径平均约为0.008 mm。同时从单向水流的挟沙能力出发,引入背景含沙量,对长江口的水流挟沙能力关系进行了探讨。在此基础上,结合数值积分的处理方法及枚举法,对样本数据作物理意义上的涨、落半潮积分平均的处理,并进一步以此推求了长江口南北支、南北港等主要汊道河段的水流挟沙能力。     

基于三维浅水方程的刚性植被水流特性研究

河道中植被的存在会影响河道的过流和挟沙能力。为了研究植被对水流的作用,在已开发的准三维浅水波运动模型控制方程中加入了杆状植被阻力项,并在绕流拖曳力系数计算中考虑了刚性植被的遮蔽效应,同时引入前人提出的植被密度的概念。对改进后的模型利用前人的实验资料进行了验证。模型对植被范围以下和以上流速垂向分布模拟效果良好。利用水箱测定了植被影响下的水流流速,结果表明植被密度是影响阻力的主要因素,而植被的排列方式影响不大;数学模型模拟植被范围和以上的水流速度及紊动能量垂向分布结果与实测值符合较好。     

曹妃甸水流挟沙力计算方法分析

利用曹妃甸附近海域2006年夏季实测水文泥沙资料,就目前国内应用较为广泛的6种挟沙力计算公式在曹妃甸海域的应用进行比较和分析。结果表明,曹妃甸水域的水流挟沙能力与表征水流强度的弗劳德数相关性较高。同时,综合考虑水流强度和反映紊动作用与重力作用相互对比关系的挟沙力计算公式的精度相对较高。     

悬移质不平衡输沙水流挟沙能力

本文从悬移质挟沙能力的基本概念出发,推导出悬移质非均匀沙平衡输沙的挟沙能力及不平衡输沙的挟沙能力公式,这些公式进一步揭示了非均匀沙的输沙机理,全面地描述了各种河床组成在不同的来水来沙条件下的输沙规律,适用性广,计算简便。     

洋口港西太阳沙人工岛海域海床演变分析

为了给洋口港北水道15万t航道提供工程稳定性依据,本文基于工程海域40多年以来实测资料进行了系统分析,研究了工程海域的历史演变过程及演变规律。最后,建立工程海域的二维水流数学模型,分析了工程海域在工程前后的水沙特性,最后以水流功率作为特征量,分析工程前后水流挟沙能力的变化。研究结果显示,工程海域的水流功率在工程后基本保持不变,北水道15万t航道疏浚工程不会对工程河段的水沙运动能力造成较大影响,工程海域在工程后不会产生明显淤积。     

长沙下游悬沙挟沙力计算的模糊数学模型

本文选择影响悬沙挟沙力最为重要的三个因素－流速、水深和悬沙粒径作为评判因子，以277组河道观测资料作为挟沙力计算的数据库，利用模糊合成及综合评判原理建立了长江下游悬沙挟沙力计算的模糊数学模型，并用实测资料对该模型进行了验证，计算值与实测值吻合较好。     

粉沙质与淤泥质浅滩在风浪水流作用下的挟沙能力

对有关粉沙质与淤泥质滩在风浪政水流作用下的挟沙能力问题结合现场实测及室内试验资料进行了分析。     

弯曲分汊河道水流紊动特性研究

通过概化模型试验,结合理论分析,研究了弯曲分汉河道的水流紊动.给出了脉动动能分布的等值线图,详细阐述了紊动强度在汊道内的分布规律.进一步研究了弯曲分汉河道内存在边滩和洲头低滩时,对水流紊动强度分布的影响,深入探讨弯曲分汉河道的水流紊动.     

挟沙水流的能量级串和泥沙输移特性综述

评述了清水水流、低含沙水流和高含沙水流流动的时均流和脉动流能量之间的分配关系。通过对比清水水流、低含沙水流和高含沙水流的流动结构、物理特性以及它们之间的异同,探讨了挟沙水流的物理机制以及泥沙对水流运动特性的影响,从涡运动观点对高含沙水流运动的雷诺数和理查逊数的物理意义进行了解释,对存在的若干问题进行了讨论,对有关研究方向进行了展望。     

环形水槽在泥沙研究中的应用

环形水槽由环形槽,剪力环和使环形槽、剪力环运转的驱动部组成,是目前研究细颗粒泥沙运动规律的较理想设备。天科所的环形水槽自1986年建成以来,已进行了天津新港等十几个地区原体泥沙的起动、动水沉降、水流挟沙能力、推移质输沙率等试验。经验表明:环形水槽在泥沙研究中的应用是多方面的,所得结果基本符合天然泥沙的运动过程和基本规律。     

河床变形计算方法的若干改进

根据泥沙交换原理 ,对河床变形计算方法进行了若干改进。改进的内容包括 :冲刷条件下悬移质扩散方程的修正 ;非均匀沙水流挟沙能力的确定 ;推移质有效输沙率的确定以及时间和空间计算步长的确定原则等。     

长江中游牯牛沙水道碍航原因分析

针对牯牛沙水道航道问题,根据近50年河道实测地形资料,分析了牯牛沙水道河床演变特点、碍航特性及浅区成因。结果表明:牯牛沙水道碍航主要是由于过渡段河道宽浅。虽然近年来该河段已实施的一期工程抑制了牯牛沙边滩的冲刷后退,但一期工程高程较低,未改变过渡段宽浅的河道格局,过渡段水流分散,洪枯水流路不一致,一期工程还不能完全有效导引水流冲刷过渡段浅埂,造成过渡段航槽时而出浅;且三峡工程蓄水运用后汛后退水期缩短,浅滩退水冲刷强度减弱,航道条件难以保持稳定的4.5 m水深。     

定期冲洗式沉沙池在微灌系统中的运用

沉沙池可沉降挟沙水流中泥沙颗粒大于设计沉降粒径的悬移质泥沙、降低水流中含沙量。特别是对于微灌系统,由于其灌水器孔径比较小容易被堵塞,所以对水质的要求很高。定期冲洗式沉沙池是一种沉沙与冲洗交替运行连续供水的沉沙池,结构简单,运用可靠,已在莎车县帕克其乡1．9万亩开心果自压滴灌系统中成功运用。     

三峡水库运用后荆江河道断面形态变化及对航道条件的影响

利用三峡水库运用后水沙、地形资料,分析了荆江河道水沙、河道冲淤、宽深比、断面形态变化的规律,并在此基础上研究了断面形态变化对荆江航道条件的影响.结果表明:三峡水库运用后荆江不同类型河道断面形态呈现不同的变化规律,同时也存在共同特点,即上游水沙条件变化引起边滩冲刷,河宽增加,束水能力下降,同流量下河道水流弯曲度有所减小;受长期清水下泄的影响,以上变化将会进一步持续和发展,边滩冲刷、河宽增加仍将是未来一段时期荆江特别是下荆江河道变化的主要形式和特征,这些变化将对荆江的航道条件产生一定的不利影响.     

长江下游通州沙水道和白茆沙水道演变关联性及治理建议

基于通州沙水道和白茆沙水道实测水文地形资料,分析本段历史演变、近期演变过程和两水道的演变关联性。在此基础上,提出通州沙水道和白茆沙水道治理对策,就治理关键部位和治理时机进行分析。分析表明:通州沙水道河道演变对白茆沙水道的影响逐渐减小,但由于徐六泾节点段对水流的束流、导流作用尚不够充分,通州沙水道的主流变化对白茆沙水道河道演变仍存在一定的关系。对于其治理,建议尽早守护通州沙——狼山沙左缘和白茆沙沙头。     

大丰港海域挟沙力关系式分析及应用

基于大丰港附近海域实测水文泥沙资料,对目前国内应用较为广泛的5种挟沙力关系式在大丰港附近海域进行应用计算,在此基础上,采用集中系数法和偏离系数法对计算结果进行对比分析。结果表明:河口水流挟沙力公式能较好地反映大丰港海域的水流挟沙情况,并拟合得到适用于大丰港海域的挟沙力关系式,将该公式应用于大丰港实际围垦工程中,通过建立二维水动力泥沙数学模型,计算得到的围垦后垦区海域年冲淤变化趋势,与数值模拟结果基本相同,表明该公式在大丰港海域具有良好的适用性。