动床模型粒径比尺的确定方法

中、细沙河床动床模型的基本相似条件为水流运动相似和泥沙运动相似。在水流运动相似条件中弗氏数相似和阻力相似的流速比尺形式不一致,且水流阻力是床沙粒径和水流强度的函数;在泥沙运动相似中有关粒径比尺形式也不一致,而且它们又与水流条件有关,错综复杂,使得泥沙粒径比尺的确定难度很大,不得不根据研究问题的性质对基本相似条件有所侧重和取舍,选取主要的作为设计依据,次要的允许有一定偏离。根据研究问题的需要,提出了粒径比尺设计方法,根据这些方法就可以确定出基本符合相似要求的泥沙粒径比尺。     

泥沙模型起动相似问题

本文根据床沙起动流速和起动拖曳力公式,分别导出了泥沙起动问题相似比尺,结果表明两者完全一致、并指出,以往所得结果之所以不一致,是因为起动流速公式中包含了阻力因素,该因素是以泥沙粒径的函数形式出现,在公式导演过程中,忽视了其阻力意义,因而导致了错误的结果.     

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。     

湘江某河段动床模型设计的若干经验

航道整治河工模型试验,对水流和泥沙运动的相似性要求较严格,试验难度较大。我们在湘江某河段的试验研究中,对模型的比尺设计、床沙分布不一致的模拟、阻力模拟和加沙量的估算等都作了较全面的研究和处理,使问题得到较好地解决,获得了较满意的试验成果。     

膨胀珍珠岩模型沙水力学特性试验研究

泥沙实体模型试验中,模型沙的选用及其物理、运动特性的确定直接关系到泥沙运动及河床变形的相似性和试验成果的精度。文章对以膨胀珍珠岩为基材研制的膨胀珍珠岩模型沙进行了容重、起动流速、沉速、水下休止角的研究分析。结果表明:该膨胀珍珠岩模型沙与其它模型沙相比,具有容重可调、粒径范围广、颗粒形态同于天然沙、物化性质稳定等优点,具有较大的开发研究和推广应用价值。     

轻质沙沙波形态水槽试验研究

动床模型试验中,在满足相似性条件基础上,仍可能会出现轻质沙沙波一定程度的异常发育现象,这一偏差将影响阻力相似及水流、泥沙运动状态。为寻求扼制轻质沙沙波异常发育的有效途径,借助水槽试验,通过控制变量法分析不同水流条件、不同粒径、不同密度条件下轻质沙沙波形态变化。研究表明:在本试验水流条件下(Fr=0.10～0.32,U/Uc=0.8～2.5),利用U/Uc可更全面地表达其与轻质沙沙波形态的变化关系;在合理范围内增大轻质沙粒径及密度,可使相对波高及波长粒径比减小;基于詹义正公式,建立本试验条件下轻质沙沙波Δ/h与U/Uc的拟合公式。     

波流泥沙淤积模型相似律及选沙研究

根据潮流、波浪、泥沙运动基本方程式,结合有关研究的最新成果,探讨波浪、潮流共同作用下动床泥沙淤积模型的相似律,提出了模型沙和模型变率的选择原则。     

潮流泥沙模型冲淤时间比尺研究

物理模型试验中,由于模型缩尺效应及采用的模型沙与天然沙不一致,导致河床水流时间比尺与河床冲淤时间比尺不一致。因此,在潮流泥沙模型试验中针对不同的研究问题,需要选取不同的冲淤时间比尺。研究表明:以冲刷为主的模型,与以淤积为主的模型时间比尺存在差异;潮汐河段和径流河段冲淤时间比尺的确定存在差别,当河床演变受径潮流共同作用,时间比尺确定的依据根据水流造床作用来判断;风暴潮冲淤时间比尺,主要考虑其水流泥沙输移特性,一般采用冲淤时间比尺等于水流运动时间比尺,而含沙量比尺需作相应的调整。     

海岸波浪动床模型试验技术及其相似律问题

海岸泥沙动力过程极为复杂，尤其在近岸区破波带，海岸泥沙的动态物理模型相似律问题，一直是国内外学者极为关注而又末能解决的难题，对模型砂问题也存在天然沙轻质沙学派之别。本文根据我所多年试验及国内外研究情况，提出了这问题的分析与解决问题途径的看法，主张在近岸破波带波浪动床模型试验中采用天然沙，并对物理模型比尺试验技术与模型相拟律问题做了相应论述。     

粉沙质海岸的界定及其泥沙运动特点

将床沙中值粒径d50=0.131～01125 mm和d40>0.031 mm的海岸定义为粉沙质海岸,指出粉沙质海岸泥沙运动的特点为:泥沙活跃,易悬易沉,运移型态为悬移质和推移质共存,易发生强淤或骤淤.     

厦门湾悬沙分布的多时相遥感分析

利用厦门湾地区多时相遥感图像反演出表层悬沙浓度分布图,进而定性分析不同径流和潮流下悬沙分布规律。研究表明,九龙江河口湾为该地区悬沙浓度最高的区域,分布上具有"西高东低"的特征。全湾悬沙来源主要为两部分:径流来沙以及波浪和潮流掀沙。潮流运动是泥沙输送的主要动力,由于弗劳德数分布不同而引起的潮流挟沙力空间差异,是影响厦门湾悬沙分布的主导因素。利用实测泥沙资料将不同时相下瞬时悬沙浓度转换为全潮平均悬沙浓度以进行定量分析,结果表明悬沙浓度具有大潮大于小潮,枯季大于洪季的特征。     

关于推移质不平衡输沙问题

本文考虑到悬移质、推移质和床沙的相互交换,从沙量守恒原理出发,获得出了推移质泥沙连续方程及河床变形方程.该方程表明,推移质河床变形不仅与推移质本身不平衡输沙有关,而且还与悬移质非饱和输沙有关,推移质河床变形实质就是全沙河床变形.     

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     

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。     

泥沙参数选择方法及在悬沙浓度研究中的应用

在淤泥质海床条件下、泥沙运动以潮流为主要外动力时,床面糙率、河床淤积物的干密度、床层间的泥沙转换率3个参数对悬沙浓度的计算结果影响最大,且在不同海域存在较大可变性.研究表明:床面糙率、软底海床淤积物干密度、床层间的泥沙转换率的最优取值分别为2 d、250 kg/m3、0.001( kg· m-2)/s,采用上述参数,对...     

沙波阻力问题的研究

根据前人及作者的分析,沙波阻力取决于泥沙运动相对强度φ′;水流福氏数Fr;水流雷诺数Re;沙粒沉降雷诺数Rew和河床相对糙率D_(50)/Rb。根据420组水槽试验资料的回归分析,获得了沙波阻力关系式。回归方程与试验资料相比,相关系较达0.98;同黄河、长江和渭河的现场资料相比,也能很好地相符,用其计算平均流速能够得到满意的精度。     

巴基斯坦瓜达尔港泥沙淤积规律研究

利用现场实测资料,对工程海区的潮汐、潮流、风、波浪、含沙量及底质等自然条件进行了对比分析,并结合潮流和波浪数值模拟结果,利用经验公式计算方法,对不同建港方案的年淤积量及一次大风天气情况下悬沙和推移质泥沙淤强分布和淤积量进行了研究,同时就该工程对渔港泥沙淤积的影响作了阐述。     

粉沙质海岸的泥沙运动和外航道淤积

文章分析了粉沙质海岸泥沙运动特性和粉沙质海岸外航道泥沙淤积特点,针对粉沙质海岸存在的悬移质、推移质和近底流移质3种泥沙运移形态,提出了计算粉沙质海岸外航道淤积的三层模式,并推导了临底流移质淤积计算的实用公式,进而建立了适用于粉沙质海岸外航道淤积的实用公式,并以黄骅港实测资料为依据,计算了黄骅港曾出现的大风淤积,并与实测结果进行对比,结果显示趋势一致、量级吻合,公式可推广应用。     

悬沙模型的水流输沙相似条件

水流输沙相似是悬沙模型必须满足的基本条件。众所周知 ,目前所流行的所谓沉降和悬浮相似条件在变态模型中互为矛盾。理论分析表明 ,在变态模型中该两个相似条件均不能成立 ,替代它们的是一个所谓垂向泥沙通量比相似条件。这样可使悬沙输移和河床平面变形相似条件得到满足