二维悬移质泥沙数学模型 第一部分——模型理论与验证(英文)

本文介绍平面二维泥沙数学模型的建模理论和模型的验证情况。本模型基于不平衡输沙理论,可应用于平原河道和山区型河道,模型对许多重要的因子及系数作了详细的分析讨论,并利用大量的试验水槽,天然河道及实体模型试验资料对这些参数及模型进行了详细的验证,     

悬移质含沙量的垂线分布规律探讨

初步探讨了二元明渠紊流扩散的时均结构和悬移质含沙量的垂线分布规律。研究结果表明，紊流垂向扩散系数的分布自边界附近向水面逐渐增大，在水面附近达到最大值；建立的含沙量垂线分布与近年来实测得到的水流脉动强度的生垂线分布规律相同，即最大值位于临底附近，由此向水面附近逐渐衰减但不等于零，向床面层快速快速衰减趋向于零；悬浮指标在垂线上是一个变量。     

悬移质泥沙的垂线分布

为解决Rouse公式在模拟悬移质泥沙垂线分布中的局限性,从水流的应力分析入手,通过对Einstein和Chien的泥沙试验资料进行最小二乘法拟合,得到一个新的掺混长度公式。在此基础上,得出一个新的悬移质泥沙垂线分布公式,当Rouse数等于1时,该公式与Rouse公式的相关系数达到0.9628,并且克服了Rouse公式在水面含沙量为零的缺陷。通过2010年的瓯江口各层含沙量实测资料的验证,表明新的悬移质泥沙垂线分布公式能客观反映含沙量的垂线分布规律。     

悬移质在可见-红外波段的瑞利散射特性及其应用

本文根据散射消光原理, 建立了一种新的检测悬移质含沙量及其粒径分布的方法, 文章主要介绍了该方法所依据的理论、实地检测时所用仪器的框架图、并对具体检测时可能引起的误差进行了分析. 可见-红外分光光度法被引入到泥沙分析领域可望取代传统的光电测沙法或烘干称量法. 简单模拟实验的结果表明该方法具有可行性和诱人的应用前景.     

黄河中游龙潼河段一维悬移质泥沙数学模型

建立了适用于黄河中游龙潼河段的一维悬移质泥沙数学模型。利用十年实测水沙资料进行了验证计算，结果表明，实测冲淤量与计算值基本相符。本模型可用于预测不同减水减沙情况下的泥沙冲淤调整过程。     

关川河大羊营站悬移质输沙率的间测分析

根据大羊营水文站2009年~2013年的实测悬移质输沙率资料,按照《河流悬移质泥沙测验规范》(GB50159-92)规定的方法分析历年综合单断沙关系线。通过对所定历年综合单断沙关系线进行符号检验、适线检验和偏离数值检验,确定历年综合单断沙关系线定线合理,分析出该站历年综合单断沙关系换算系数为1.00,并将分析年份单断沙关系线套绘于历年综合单断沙关系线图中,各年单断沙关系线与历年综合关系线相比,偏离值均为0,在规范规定最大偏离值±5%以内。因此,大羊营水文站悬移质输沙率可以实行间测,间测期间可只测单样含沙量,并用历年综合关系线整编资料,整编时单断沙关系换算系数采用1.00。     

澜沧江流域中下游悬移质泥沙粒度特征及分形研究

采集澜沧江中下游干支流28个悬移质泥沙样品,运用LISST-100X型激光粒度分析仪进行粒度分析,计算粒度参数及粒度分维值(D)并探究两者关系.结果表明：(1)悬沙以粉砂、砂粒为主,黏粒次之,分别约占48.92%、45.06%、6.02%;(2)梯级电站下,干流悬移质呈现坝上平均粒径高于坝下,分选变差的趋势;(3)分维值介于2.001 7～2.5383之间,粒径小于x的范围累积频率与粒径为x的泥沙颗粒数目对数值拟合优度好,R²大于0.92,泥沙粒度具分形性;(4)分维值与黏粒体积分数、平均粒径及分选系数呈极显著线性相关(p<0.01),复相关系数分别为0.856 8、-0.796 5、0.751 3.研究结果揭示了澜沧江流域悬移质泥沙粒度及分形特征,为澜沧江水沙环境管理提供基础数据与科学支撑.     

预沉池中悬移质泥沙运动特性研究

通过模拟斗槽预沉池中泥沙冲淤的试验,研究了重力和紊动扩散共同使用下悬移质泥沙运动的有关特性。解决了实际斗槽运行中存在的泥沙冲淤效果问题,进而提出相应的运行技术条件和一些必要的工程改进措施,满足了厂方所要求的斗槽运行功能,并为实际斗槽运行提供了重要的依据。     

南阳市河流泥沙特性分析

河川径流所挟带泥沙数量的多少是反映流域水土流失程度的重要指标。本文分析了南阳市境内主要河道多年平均含沙量、输沙模数的分部及变化规律，为研究南阳市水土流失特征、河湖地表水资源的开发利用、各种水利工程的管理运行及工程安全分析提供技术支持。     

基于分数阶对流扩散方程的悬沙垂向分布

为模拟荆江河段的悬移质含沙量在近底区域内异常偏高的分布特性,对比分析了平衡态方程(Rouse公式)、非平衡态方程(韩其为公式)和分数阶方程在描述荆江河段次饱和悬沙垂向分布的适用性。分析结果表明:平衡态方程不能描述强次饱和态悬移质含沙量的垂向分布特性,非平衡态方程在水深大部分区域应用较好但不适用于近底区域,分数阶方程可以较好地描述强次饱和水体含沙量在全部水深区域包括近底层的异常变化,但对公式中新出现的分数阶参数需合理取值。     

河流入海泥沙对中国海岸带地貌发育的影响

估算我国河流每年向海输沙达22亿吨左右,其中渤海容纳总量的66.5％,东海27.7％,南海5.5％,黄海0.3％。黄河输沙约占一半,小于4φ的颗粒达80—90％,泥沙扩散较远,从而对我国长江口以北的海岸和浅海水域有举足轻重的影响。我国沿岸各地貌的类型,规模和特点明显地受到各河流入海泥沙的数量和性状的影响,而河流输沙口,即河口的迁移则制约了地貌发育的态势。当输沙口向海延伸或向陆退缩时,以三角洲为核心的地貌组合发生整体迂移,可造成新、老地貌组合互相叠加现象,这是一种渐变过程。当河流输沙口在较大范围内摆动时,就导致了入海泥沙在空间上的突然转换,原河口附近的堆积地貌组合因受侵蚀而退化,而在新河口处开始发育新的堆积地貌组合,其过程     

悬移质泥沙运动过程模拟分析

为了实现悬移质泥沙运动过程的模拟分析,应用联合k-ε紊流方程和悬沙输运方程的单流体模型,采用有限体积数值方法对其离散求解,分别对净冲刷和净淤积试验算例进行了计算模拟,计算结果与试验结果吻合良好,说明该模型是正确有效的,可以用来模拟悬移质泥沙的运动问题.分别对两个试验中泥沙上扬和沉降的运动过程进行数值模拟,结果表明:净冲刷和净淤积试验中泥沙开始上扬和沉降直至稳定状态分别运行24 s和35 s.采用单流体模型可以有效地对悬移质泥沙运动过程进行数值模拟,为河流海岸工程中的水沙研究提供可靠的参考和依据.     

利用沙波运动估算推移质输沙率的误差分析

通过沙波运动估算推移质输沙率的方程分析,论证误差的主要来源不是推移质泥沙和悬移质泥沙之间的交换,而是由波谷附近涡流区的逆向推移造成的。涡流区的长度决定着误差的大小和正负。因此误差的大小和沉积物粒度没有直接的关系,但是和流速有关。     

乌鲁木齐河流域水文特性分析

本文根据乌鲁木齐河流域内主要控制站的多年水文资料,从气温、降水、径流、洪水等方面对流域的水文特性进行了分析,并于2009年11月对乌鲁木齐河上游进行野外水样采集,对上游水质进行实验研究.结果表明,乌鲁木齐河上游水体矿化度不高,含盐量均为≤500mg/L,总硬度为145～175mg/L,PH值在7.0～8.2之间,电导率为250～350uS/cm,高锰酸盐指数含量较低,六价铬未检出.按地表水环境质量标准,（GB3838-2002）上游的水质良好,属Ⅱ类水域.     

四棵树河流域水文特性分析

本文充分利用新疆乌苏市四棵树河流域40多年的水文、气象资料,对区域降水、径流的年内分配和年际变化及洪水成因进行了分析.     

四棵树河流域水文特性分析

本文充分利用新疆乌苏市四棵树河流域40多年的水文、气象资料,对区域降水、径流的年内分配和年际变化及洪水成因进行了分析.     

岚河流域水文特性分析

介绍了岚河流域的基本情况,根据岚河流域内雨量站和水文站多年水文资料,从降水、径流、洪水、蒸发、泥沙等方面对岚河流域的水文特性进行了分析,为该流域可持续发展提供了帮助。     

悬移质不平衡输沙模型的特征

为探求悬移质不平衡输沙过程中水流运动、泥沙输运及河床变形的相互作用机制,完善一维水沙数学模型的基本理论并使其具有更广泛的应用性,基于双曲系统特征理论及奇异摄动理论系统研究了一维悬移质不平衡输沙模型的特征值、特征向量及特征关系,并通过渐进展开方法推求了一维耦合水沙数学模型的特征值.研究结果表明:现有多数模型在特征上无法耦...     

悬移质含沙量的比热容测量方法

总结分析悬移质含沙量测量方法的代表性成果,评述各种测沙方法的适用性和突出优缺点。在此基础上,提出基于比热容原理测量含沙量的方法。该方法利用改制的比热容测量仪测定不同含沙量水体的比热容,建立含沙量与比热容之间的相互关系,进而通过测量浑水的比热容来确定水体含沙量。研究结果表明：水体含沙量与浑水比热容呈明显的负线性关系,可采用测量浑水比热容的方法来确定水体的含沙量;含沙量的测量精度与浑水比热容的测量精度密切相关。该方法从热学的角度研究水体的含沙量,旨在为泥沙动力学的研究提供新思路。     

新疆开垦河流域水文特性分析

开垦河流域是天山北麓东坡诸小河区中的最大河流,特殊的地形构造使开垦河流域成为天山北坡的一个高降水量地带。采用开垦河水文站46年水文资料,利用水文统计从气候、径流、洪水、泥沙、水质等方面分析了流域水文特性的变化,为合理开发提供依据。