恢复饱和系数初步研究

悬移质不平衡输沙研究中，往往有一重要参数即恢复饱和系数难以确定。本文首先根据作者由泥沙运动统计理论建立的扩散方程在底剖的边界条件，导出了恢复饱和系数的定义及方程。     

非均匀悬移质恢复饱和系数的探讨

作者利用概率论的方法，分析了分组沙的恢复饱和 系数与混合沙的平均恢复饱和系数之间的关系，得出了分组沙的恢复饱和系数与混合沙的平 均沉速成正比，与该粒径组泥沙的沉速成反比的初步结论。文中给出了一个计算分组沙恢复 饱和系数的半理论半经验关系式，并与现有研究成果进行了对比。     

基于泥沙悬浮高度假设的恢复饱和系数研究

针对大坝下游单向冲刷条件下次饱和挟沙水流的恢复饱和系数取值问题,基于泥沙悬浮高度假设,采用理论推导与对比验证的方法对恢复饱和系数公式进行了分析研究。分析了泥沙颗粒在挟沙水流中的动力机理和能量转换过程,推导了泥沙颗粒的单步悬浮高度和步长公式,改进了恢复饱和系数公式。采用经典的恢复饱和系数公式和黄河非均匀沙恢复饱和系数率定值,与改进的恢复饱和系数公式进行了对比分析。结果表明：改进的公式可以较好的预测恢复饱和系数,粒径0.025 mm～1.5 mm泥沙的恢复饱和系数在1.9 cm/s～100.0 cm/s的摩阻流速范围内取值在0.01～3.00之间,恢复饱和系数随摩阻流速的变化规律也随泥沙粒径的不同而不同。     

恢复饱和系数的理论计算方法

恢复饱和系数是泥沙数学模型计算的重要参数,本文从理论上进一步研究了悬移质不平衡输沙的恢复饱和系数,提出了底部恢复饱和系数的概念,并推导了恢复饱和系数是底部恢复饱和系数和含沙量分布系数的乘积,从理论上合理解释了恢复饱和系数的取值问题。在既有研究成果的基础上,进一步推导了非均匀沙恢复饱和系数的计算式,计算结果表明不同粒径组的恢复饱和系数值是不同的,非均匀沙的平均恢复饱和系数应按沉速和级配的乘积加权平均计算,黄河下游通常水流条件(摩阻流速3~30cm/s)的平均恢复饱和系数约为0.1,平均底部恢复饱和系数为0.05~0.1,平均综合恢复饱和系数最小约为0.01,这和理论分析结果及黄河水沙数学模型的经验采用值基本相符。     

沉沙池沿程分组悬移质含沙量变化的基本计算式及其αi值

文中概要论述了沉沙池沿池分组含沙量变化的基本计算式及其αi的由来，以便在沉沙池设计中应用，这是作者主持编制的国家行业标准《水利水电工程沉沙池设计规范》(SL269-2001)中的一项主要解析。     

安徽省滁河流域悬移质泥沙分析

本文根据汊河集等站大量实测资料,分析了滁河泥沙特性,研究了泥沙与水文要素关系,提出测验建议,为滁河治理服务.     

黄河下游泥沙沉积汇对入海悬移质泥沙粒度的影响

黄河下游泥沙沉积汇在黄河流域系统的泥沙收支平衡(Sediment budget)中起着重要的作用。通过河床主槽中泥沙的淤积和冲刷,运动泥沙的组成发生变化;通过滩地上泥沙淤积和河岸坍塌,河漫滩上前期淤积的泥沙与洪水所挟带的泥沙发生交换,使悬移质泥沙的组成发生变化。泥沙冲淤量对不同粒径组入海泥沙百分比的影响是不同的。小于0.01mm细泥沙的百分比与下游河道淤积量呈正相关,0.025~0.05mm和大于0.05mm的较粗泥沙的百分比与下游河道淤积量呈负相关。入海泥沙平均粒径与深泓年摆幅之间也存在着负相关关系。自20世纪60年代,中期以来,特别是自80年代中期以来,由于黄河下游径流量显著减小,黄河下游河道发生萎缩,河宽减小,因而主流线的摆动幅度也显著减小。这使得原来十分强烈的河岸侵蚀和滩槽泥沙交换强度大为减弱,主槽洪水得到的来自河岸侵蚀的细粒泥沙越来越少,因而使入海泥沙粒径变粗。     

悬移质泥沙输移扩散方程适用条件的讨论

悬移质泥沙的输移扩散是泥沙运动力学的基础问题之一,学者们基于不同理论对其运动规律开展了深入研究。基于已有研究,本文主要讨论了不同理论下扩散方程的适用条件。研究结果表明,传统的Rouse扩散方程及其修正式仅适用于泥沙浓度较低、颗粒惯性小至可忽略的条件;两相流理论下的扩散方程由于未考虑颗粒惯性效应,同样只适用于浓度较低、颗粒较小的条件;近期Snehasis Kundul和Koeli Ghoshal基于漂移速度建立的扩散方程由于考虑了升力、颗粒惯性等因素对悬移质分布的影响,使其适用范围相应变大,但在确定泥沙扩散系数上仍然采用的是经验公式,应用上会受到实验资料的限制。基于动理学理论的扩散模型包括基于PDF方程的扩散方程和弥散方程。两个模型中,除了重力沉降和紊流扩散作用外,由于考虑了升力、颗粒紊动、颗粒惯性等影响因素,其在浓度较高、颗粒惯性较大时仍适用,具有普适性。尤其是弥散方程,能够反映颗粒浓度、颗粒紊动、颗粒碰撞等不同机制对泥沙悬浮的影响,全面阐释了悬移质泥沙扩散背后的力学机理。     

非均匀沙不平衡输沙的理论研究

文中首先给出了由我们建立的床面泥沙交换理论导出的非均匀沙扩散方程的边界条件。建立了恢复饱和系数的表达式,包括了强平衡输沙和不平衡输沙两种情况。同时给出了泥沙在床面静止、滚动、跳跃与悬浮的概率方程和数值结果。引进了挟带分组泥沙的水量百分数,它是研究非均匀沙的重要概念和工具。进而论述不平衡输沙时总挟沙能力、挟沙能力级配及有效床沙级配的方程。证实了床沙质、冲泻质与全沙具有统一的挟沙能力。最后从理论上证明了在河道中粗细泥沙发生交换的现象。     

长江悬移质泥沙物质组成研究

长江悬移质泥沙多年平均输沙虽为5.15亿吨(宜昌站1950—1980年统计)。巨量的泥沙在输移过程中往往给防洪、发电、航运、工业用水等方面带来不利影响,因而有必要了解长江悬沙的特性。本文通过对长江干支流19个主要控制点的样品分析,系统阐述了长江悬移质泥沙的粒配特征,岩矿组成特征,化学组成与微量元素特征,以及粘土矿物组成,作为长江悬移质泥沙特性的初步研究成果,可供有关方面参考。     

三峡水库下游河道水沙输移特性研究

三峡水库蓄水运用改变了下泄的水沙条件,引起坝下游水沙过程及输移特性的变化.采用以旬为单位的统计时段,分析比较了三峡水库蓄水前后旬平均流量、输沙量及含沙量的变化.蓄水前后坝下游各站洪水、中水、枯水3个流量区间的出现频率变化分析表明,建库后距坝距离愈远其洪水流量区间出现频率的减小愈显著.统计分析了不同流量级下含沙量的沿程恢...     

图像处理技术及其在泥沙运动研究中的应用

总结了在悬移质泥沙运动特性试验研究中常用的量测手段，介绍了图像处理技术的基本原理和系统的组成，针对图像处理中的几个具体问题，特别是光片厚度和粒子浓度的选择，结合实践经验进行了讨论．利用开发的颗粒示踪与图像处理系统，对明槽悬移质颗粒的运动特性进行了量测．实践表明，图像处理技术为悬移质颗粒运动特性的研究提供了有力的手段．     

非粘性悬沙垂向浓度分布的数值模拟及水槽试验

本文应用Ｋ－ε紊流模型，通过对悬沙运动扩散方程的数值求解，建立了计算悬沙浓度水深分布的数学模型。该模型未对扩散方程本身作任何简化，并采用速度场和浓度场耦合求解，因此精度较高，该模型应用方便、其结果与实验值吻合较好，是一种研究河流非粘性泥沙垂向浓度发布的新的尝试。     

悬移质泥沙运动相似条件探讨

根据紊流扩散理论所得的三维非恒定悬移质泥沙运动方程,利用相似理论,对悬移质泥沙悬移相似条件进行了初步探讨,结果表明,悬浮相似条件和沉降相似条件相同。众多学者之所以推导出与此条件不相容的悬浮相似条件,问题的关键在于泥沙紊动扩散系数比尺α_εSy 的求解中,引用了摩阻流速、对数流速分布和卡门 常数比尺这3个在变态模型中互不相容的等式条件。     

杭州湾口悬沙浓度变化与模拟

本文对杭州湾口 1 5个测站的大、中、小潮悬沙浓度的变化规律进行了分析 ,得出大 -小潮周期流速变化和水位变化是该海区各站悬沙浓度变化的主要影响因素。通过分析研究 ,建立了单点测站悬沙浓度变化与水位和大 -小潮最大流速的关系模型 ,用该模型的计算结果与实测资料进行比较 ,拟合程度较好 ,对于整个大 -小潮周期悬沙浓度的连续变化可采用该模型进行估算。     

基于紊流模型的一个悬移质挟沙力公式

基于紊流模型，建立悬移质消耗的紊动动能与水流功率之间的相关关系，提出了一个新的悬移质挟沙力公式。公式经过实验资料与野外资料的验证，并与几个同类公式的比较，结果表明本文公式能更好的反应悬移质挟沙力随水流功率的变化。     

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。     

冯家山水库排沙试验模拟研究

冯家山水库是一座位于多沙河流上的大(II)型水库,异重流排沙已较为成功地解决了水库淤积问题。试验通过修建局部坝前水库,观察了异重流在水库模型中的掺混过程及浑水水库的形成过程,并定性地得到了坝前含沙量垂线分布。