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。     

环形水槽最佳转速比研究

环形水槽常用于模拟一般河流的水流结构,来研究细颗粒泥沙的起动、沉降等问题,长期以来得到广泛使用。但环形水槽内部存在强烈的不可消除的二次流,通常情况下,可以通过调节剪切环和水槽的转速比来减弱环形水槽二次流。文章通过对比环形水槽实体环形水槽实测流速和数值环形水槽计算的结果,建立环形水槽数值环形水槽。在既定的环形水槽和试验水深条件下,通过改变上下盘的转速研究了环形水槽的最佳转速比,文章认为传统的实体环形水槽率定最佳转速比的方法存在一定不合理性以及不同的实验目的应设定不同的最佳转速比。     

粘性泥沙动水沉降特性研究

河口、海岸带粘性泥沙的动水沉降特性不仅受到潮流、波浪等动力因素的作用,而且还受到盐度、含沙量和水温等因素的影响,为掌握粘性泥沙的动水沉降特性,作者通过环形水槽试验,着重探讨了水流速、含沙量、盐度和水温等对粘性细沙沉降的影响,结果表明,粘性泥沙的动水沉降主要受制于动力因素的影响,而随流速的减小,含沙量、盐度的影响逐渐明显.在低含沙量情况下,水温对沉降有较大影响,必须加以修正.     

海河流域骨干河道泥沙特性试验

河道淤积是海河流域治理需要解决的关键问题之一,而掌握淤积泥沙的特性是治理河道淤积的基础,本文通过现场取样后的土工颗粒试验、泥沙起动水槽试验、泥沙沉降试验,初步研究了海河流域几条骨干河流的泥沙特性,为河道淤积问题的治理提供支持。     

灌河口海域泥沙悬浮和沉降试验研究

掌握灌河口海域泥沙运动规律是开展灌河口航道整治研究的基础。以现场所取泥沙为研究对象,通过大型波浪水槽试验研究灌河口海域泥沙在不同的水深、不同的波周期和波高条件下的悬浮规律。通过静水沉降试验研究灌河口海域泥沙在不同初始浓度、不同水深下的沉降特性。结果表明,在极限波高情况下,水体上部区域含沙量较小,且沿垂线分布变化较小,但水体底部附近含沙量较大,总体上底部含沙量比上部水体含沙量大0.25~0.96 kg m^3;不同水深以及不同初始含沙量情况下,泥沙沉降速度0.08~0.20 cm s,与单颗粒泥沙沉速在同一量级,灌河口海域泥沙絮凝作用较弱。     

环形水槽二维数值模拟

摘要 运用二维数模方法,得到了环形水槽任一断面上的流场、压力场.通过分析认为,环形水槽可以用来模拟长直水槽.     

动水条件下泥沙吸附砷污染物规律研究

黄河水少沙多,是典型的高含沙河流。实验模拟黄河自然流动状态下泥沙对砷污染物的吸附,利用环形水槽开展动水条件下泥沙吸附砷污染物规律研究,考察了含沙量、初始浓度和吸附时间等影响因素。结果表明:(1)泥沙对砷的吸附很快。当初始浓度为0.05mg/L、0.5mg/L时,吸附平衡分别为300s、60s,去除率分别为83%、90%;(2)含沙量越小,单位质量泥沙对砷的吸附量越大;初始浓度越高,单位质量泥沙吸附量越高。(4)水体中的砷含量随时间呈幂函数下降。     

往复流作用下粉砂的起悬和沉降过程

介绍了旋转环形水槽的结构和工作原理,提出了削弱环形水流离心力的方法,通过环形水槽中周期往复流泥沙运动试验得出水体含沙量与床面剪切力和水体挟沙力之间的关系。     

泥沙沉降研究现状浅析

本文对现有泥沙沉降研究理论、实验和观测成果进行了总结,分析了目前泥沙沉降研究的进展,对泥沙沉降研究的发展趋势进行了展望。     

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。     

粉沙质海岸波浪和潮流作用下泥沙垂线分布研究

研究波浪和潮流作用下水体含沙量的垂线分布,是解析粉沙质海岸滩面泥沙在波浪和潮流作用下泥沙运移形态的重要基础。通过波浪水槽实验和现场观测资料,揭示粉沙质海岸滩面泥沙在波浪和潮流作用下垂线分布特征,并应用泥沙扩散方程,建立起半理论半经验的含沙量垂线分布公式。     

伶仃洋航道泥沙运动特性的水槽试验研究

在41组波浪水槽试验基础上,对波浪作用下的悬移质运动进行了理论分析,讨论了计算含沙量所需要的两个关键参数(?)和C_2,最后给出了半理论半经验的悬移质输沙率计算公式     

透水框架群促淤护滩效果I：平面布置形式

在长江航道整治工程实践中,透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面,而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外,透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验,研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性,提出了透水框架群护滩效果的衡量指标,并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果,提出了冲刷条件下,透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

钦州湾近海区沉积特征及航道淤积研究

对钦州湾近海区的动力条件、沉积特征、泥沙来源及运移趋势,东航道开发的泥沙条件及其淤积情况进行了分析,认为钦州外湾的泥沙来源有限、水体含沙量小、滩槽稳定、东航道轴线走向总体上与涨潮流向一致,航道开挖后不致出现大的泥沙问题。     

关于淤泥质海岸与粉沙质海岸界定的探讨

对以往淤泥质海岸和粉沙质海岸的界定方法进行了回顾和剖析,指出了其中的不足。并根据前人大量试验结果和现场资料,从泥沙粒径、絮凝因子、起动流速、含泥量等因素,结合欧美国家和我国海洋调查规范对泥沙的分类,将泥沙d50<0.016 mm,含泥量大于25%的海岸视为淤泥质海岸;0.016 mm≤d50≤0.12 mm,含泥量小于或等于25%的海岸视为粉沙质海岸,这种海岸的分类不仅与众多泥沙研究成果总体一致,而且包涵了海岸泥沙运动、港口淤积及清淤等组合因素,更贴近于港口工程实际。     

淤泥质海岸防波堤布置潮流泥沙数值分析

针对在淤泥质海岸建筑防波堤引起的港内泥沙淤积问题,以坎门渔港三期防波堤工程为例,采用潮流数学模型和泥沙冲淤半理论半经验公式,研究不同的防波堤布置对潮流、泥沙淤积的影响。结果表明,从港内泥沙淤积的角度看,在淤泥质海岸布置防波堤时宜尽可能保持工程前的流路。     

粉沙质海岸泥沙运动推悬比的确定

提出了海岸泥沙运动中均匀沙和非均匀沙输沙率推悬比和航道淤积推悬比的计算方法。计算数值显示 ,粉沙质海岸上必须同时考虑推移质和悬移质。计算结果与水槽试验结果很接近     

潭江水道刘樟州浅段整治工程研究

利用二维潮流数学模型对潮流、泥沙运动进行整体模拟，通过对工程前后的潮流场、悬沙及底沙的运动分析模拟．对各种工程方案对航道的影响进行分析，提出整治的最佳方案。     

高分子聚合物对淤泥沉积影响的试验

在实验室利用量筒进行淤泥沉积试验,模拟现场吹填淤泥静水沉积过程,探讨了吹填淤泥在不同初始密度和不同絮凝剂对自重固结特性的影响。试验结果表明:泥水混合物的初始密度对沉积速度有重要影响,孔隙比变化速度、变化量以及沉积后的孔隙比都与泥浆初始密度成反比;泥浆的沉积速度与溶液阳离子化合价成正比;高分子聚丙烯酰胺是一种有效的絮凝剂,可有效使细颗粒快速絮凝沉淀。