泥沙群体沉速计算及其应用

 从粘性流体的非滑移条件出发，研究了非粘性泥沙的群体沉降问题。在考虑了泥沙颗粒下沉时粘附部分水体下沉对沉速产生的影响后，得到了与实测资料相符合的群体沉速计算式。对吸管颗分法中存在的误差问题进行了讨论，并对该方法作了改进。试验成果证明改进是合理的。     

加速作用对泥沙沉速的影响

在泥沙的沉降试验中，泥沙由静止转入运动往往要经历一个加速过程，且不同粒度的泥沙其加速段的长度不尽相同的，为全面地了解泥沙的实际沉降规律，本文从过渡条件出发，考虑加速作用影响建立了单颗粒泥沙在静水中的沉降速率公式，通过计算分析表明，公式的结构是合理的，能较好地描述泥沙的实际沉降规律，对颗粒分析问题的研究具有较好的实用价值。     

黏性泥沙絮凝-沉降-再悬浮运动过程数学模型研究

黏性泥沙运动特性是河流海洋泥沙动力学研究热点之一。为研究紊动水体中黏性泥沙运动过程及其机理,以絮凝动力学方程为基础,通过设置不同粒径级别的泥沙絮团再悬浮量为下边界条件来反映黏性泥沙絮团的再悬浮,建立了黏性泥沙絮凝-沉降-再悬浮动态过程数学模型。模型验证结果表明,新建模型可用于描述黏性泥沙絮凝-沉降-再悬浮运动过程,且具有一定的精度。最后以泥沙絮团体积分布为指标,探讨了强紊动水体中絮凝、沉降和紊动扩散在这一动态过程中的作用。研究结果表明,强紊动水体中,上层区域泥沙絮团分布的决定因素是沉降和紊动扩散;中部区域是絮凝;下层区域是絮凝和紊动扩散。     

黄河流域洪水对入海泥沙通量的影响

利用1950～1985年大样本洪水资料,研究了黄河流域洪水过程中三黑小所控制的流域水沙条件与入海泥沙通量和通量系数的关系,分析了泥沙通量与流域水量、沙量和平均流量的关系。在三黑小沙量与入海泥沙通量的关系中,从量上看,黄河下游河道具有“多来多排”的特性;从比例上看,具有“多来多淤”的特性。不同来源区洪水对泥沙通量和通量系数具有不同的影响,平均每场洪水泥沙通量按大小排序依次是:多沙粗沙区、下少沙区、上少沙区和多沙细沙区。通量系数按大小排序依次是:下少沙区、上少沙区、多沙细沙区和多沙粗沙区。     

近年来青海省黄河流域泥沙变化趋势及成因分析

依据青海省黄河流域1956-2012年57年实测泥沙资料,采用Kendall秩次检验法、Spearman秩次检验法、线性趋势回归检验法进行泥沙变化趋势检验分析。结果表明:除黄河上游玛曲、唐乃亥站泥沙没有明显增减趋势外,其他各站含沙量、输沙量均呈明显减小趋势,总体上河流泥沙从20世纪80年代至2012年呈明显减小趋势。其泥沙变化的突变年份黄河干流主要出现在1987年、2000年、2005年,湟水出现在1980年、2002年,突变年份河流含沙量、输沙量呈跳跃式减小,近期2000-2012年含沙量、输沙量最小。分析其泥沙减小的原因,水库拦沙对黄河干流来沙量减小起主导作用。水土保持、退耕还林还草等工程实施,以及流域天然来水量增加,使流域生态植被覆盖条件好转,对流域来沙量减小起了重要作用。     

黏性泥沙絮凝研究进展

黏性泥沙颗粒的絮凝特性表现出与粗颗粒泥沙迥异的物理及输移特性,因此黏性泥沙絮凝是河流海洋泥沙理论研究中的热点之一。总结了黏性泥沙絮凝在试验研究和数学模型方面的研究成果,介绍了最新的相关研究进展,并分析了现有研究中存在的问题。认为目前存在的主要问题有:①有关黏性泥沙的试验研究以单因素影响试验为主,缺少多因素影响研究;②对泥沙絮团的三维结构形态研究不足;③相关数学模型只能描述定性规律。今后应在黏性泥沙相似准则、多因素影响试验、絮团微观结构观测仪器开发、大尺度三维絮凝数值模拟等方面加强研究。     

黏性细颗粒泥沙絮凝研究浅析

絮凝现象是黏性细颗粒泥沙淤积的重要原因,泥沙絮凝对泥沙淤积规律和模拟具有重要意义.由于黏性细颗粒泥沙絮凝受多重因素影响,其形成机理极为复杂,有必要对现有研究成果进行总结与整理.在系统分析现有研究基础上,从研究方法、研究成果两方面,对研究进展进行整理,明确进一步研究方向与思路.     

黄河流域晋陕区间泥沙密度值试验

榆次水文总站所辖水文站大都分布在晋陕区间的黄土丘陵沟壑区。这里是黄河泥沙特别是粗泥沙的主要来源区,是治理黄河的重点区域。因此,泥沙测验是测区的重要工作内容。目前,我区各颗分室推求水样沙重,绝大部分采用置换法,泥沙密度值均取经验值2.70×10~3kg/m~3计算。这一数值是否准确,直接影响着与此有关的泥沙测验成果的精度。为了对这一数值进行验证,自1979年开始先后在河曲、府谷、吴堡、温家川、皇甫、白家川、甘谷驿7个     

黏性细泥沙起动的探讨

从水流动力和黏性泥沙的组成及结构等方面分析了影响黏性细泥沙起动的因素,研究了起动模式和起动机理,肯定了薄膜水附加下压力的概念,揭示了黏性细泥沙土体起动时抗剪但不抗拉。引入临界水深的概念,很好解释了黏性单颗粒泥沙和成团泥沙起动时的分界点,最后系统总结了黏性细泥沙起动研究现状,并对今后研究方法提出建议。     

黏性细颗粒泥沙在浑水中的群体沉降规律

基于黏性细沙单个絮团的沉降规律,综合考虑含沙量对浑水黏性以及沉速的影响,推求黏性细沙群体沉速公式.根据已有的絮凝沉降实验数据,拟合得到浑水中泥沙有效体积浓度的计算公式,并将其代入黏性细沙群体沉速公式,得到以含沙量为变量的絮凝体沉速公式.利用华县站、咸阳站、张家山站沉速实测资料,美国阿查法拉亚河、印度基纳布河沉速实测资料...     

黄河流域悬移质泥沙水样置换法处理

黄河下游多年来平均沙量为16亿t,使下游河床平均每年抬高几至十几厘米,年复一年,黄河下游形成了著名的地上悬河。因此,有关黄河泥沙的处理分析对研究黄河水沙关系有着重要的作用,而置换法是目前黄河流域最常用、最简易的一种泥沙处理方法。     

黄河流域泥沙密度试验研究

泥沙密度是河流泥沙的主要物理特性之一。本项试验研究采集了黄河干支流２３个水文站５２６个泥沙样品，基本覆盖了黄河上、中、下游各河段及主要支流泥沙来源区，泥沙样品具有广泛的代表性。分析结果表明：泥沙密度与垂线上不同位置处的泥沙颗粒级配无关，与含沙量之间也没有明显的关系；自上游至下游，泥沙密度沿程略有变化，年际间比较稳定。最后建议泥沙密度值上游区选用２７４ｇ／ｃｍ３，中游区选用２７３ｇ／ｃｍ３，下游区选用２７１ｇ／ｃｍ３。     

黄河流域泥沙系统治理科学研究与工程实践

黄河泥沙治理是保障黄河长治久安的关键。党的十八大以来,特别是黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施后,系统治理理念逐步深入黄河治理。受气候变化和人类活动加剧等因素影响,黄河流域泥沙治理工作面临新形势和新要求。近十年来,围绕黄河流域泥沙系统治理进行了大量科学研究和工程实践,提出黄河泥沙工程控制理论,开展黄河流域泥沙系统治理顶层规划设计,提出入黄、水库、河道、河口四级泥沙控制模式及治理措施,黄河泥沙系统治理取得显著成效。针对黄河泥沙治理新需求,提出以黄河泥沙工程控制理论支撑数字孪生黄河智慧决策体系建设、加大防溃决多拦沙新型淤地坝推广力度、加快黑山峡水利枢纽和南水北调西线等国家重大工程前期工作进程等建议,以全面提升黄河流域泥沙系统治理水平。     

泥沙的群体沉降—两种典型情况下非均匀沙沉速计算

本文讨论了泥沙群体沉速的计算公式、着重分析了非均匀沙沉速确定的两种典型情况:即水流挟沙力计算中非均匀沙的沉速确定,及浆体浓缩或浑水澄清中非均匀沙沉速计算.对于前者颗粒组成中较粗部分对沉速起主要作用,对于后者,颗粒组成中的细颗粒对沉降起主导作用.企图从非均匀沙中找出平均粒径或中值粒径作为代表粒径来计算群体沉速,往往难以符合实际.本文从实际应用角度出发,分析了上述两种典型情况下非均匀沙沉速的确定方法,并有实例验证说明.     

泥沙群体颗粒平均粒径及平均沉速计算方法的修正

对泥沙群体颗粒的平均粒径、平均沉速的原计算方法进行了分析研究，指出了原计算方法存在的问题和不足。从平均粒径、平均沉速的计算原理和数学的角度以及泥沙粒度分布的实际情况，对现行的计算方法进行了修改，并提出了新的泥沙群体颗粒的平均粒径、平均沉速的计算公式；某些修改建议已在长江水利委员会的泥沙颗粒分析工作中得到推广应用。     

黏性泥沙数学模拟中几个关键问题的研究进展

综合评述了黏性泥沙数学模拟中的关键问题,包括泥沙絮凝沉速、水流挟沙力、恢复饱和系数等参数的选取,以及黏性泥沙固结模型的研究。对黏性泥沙数学模拟需进一步研究的问题提出了若干建议。     

蓄泥库泥沙群体静水沉降速度研究

本文通过数模对蓄泥库泥沙群体静水沉降速率进行了研究，并得到实验验证结果。这一分析结果最后表明：建立的浓度-沉速时程关系是合理的；考虑浓度变化的泥沙群体沉降过程可分为加速、匀速、减速三个阶段；泥沙粒径、泥沙密度、悬液初始浓度对沉速影响较大，而悬液初始深度影响较小。本文建立的沉速与浓度关系对生产实践具有一定的参考价值。     

黏性细颗粒泥沙絮凝及沉降的三维模拟

鉴于试验观察黏性细颗粒泥沙悬浮体系絮凝-沉降过程存在技术困难，尝试以分形生长理论为基础，使用改进的受限反应絮团聚集(RLCCA)模型，在计算机上模拟这一复杂过程。模型考虑了絮团的分形结构与可渗透特性、泥沙浓度对悬浮液黏性的影响等因素，复演颗粒、絮团在重力沉降和布朗作用下的三维运动及相互碰撞并黏结的现象。在对模拟数据的统计分析基础上，讨论了絮凝-沉降过程的各种特性，结果表明：碰撞效率系数不同时，絮凝发育过程存在相似性。     

黏性泥沙絮凝研究现状与进展

黏性泥沙絮凝机理研究对河口、水库、航道淤积治理及水环境保护具有重要意义.总结了泥沙絮凝研究中数值模拟、现场观测、室内试验等手段的试验装置和方法,阐述了紊动剪切率、盐度、悬沙浓度、有机质等因素作用下的泥沙絮凝研究成果.分析认为,在三维絮团结构观测、高浓度水体絮凝试验装置、多因素影响的泥沙絮凝,以及水流紊动与絮团特性对应关...     

对黄河流域洪水泥沙管理的认识与思考

由于黄河"水少、沙多,水沙关系不协调",导致主槽不断淤积萎缩,"二级悬河"形势加剧,河道工程控溜能力降低,中常洪水高水位、大漫滩、小水大灾,河势游荡多变,引发"横河"、"斜河"、"滚河",危及堤防安全和滩区群众生命财产安全,防洪形势日趋严峻。因此必须将防洪工作重点由洪水控制转向塑造协调水沙关系,加强洪水泥沙管理,建立完善水沙调控体系,塑造协调水沙关系,通过全面提高工程抗洪能力、完善水沙测报体系、加强水沙关键技术研究加强防汛信息化建设和尽快落实下游滩区补偿政策等工程和非工程措施,提高洪水泥沙管理综合能力和水平,解决黄河防洪问题。