宾汉体泥浆湍流的统计特征及脉动频谱分布

本文根据水槽试验和统计分析,探讨了泥浆湍流的脉动流速概率密度分布和各阶矩,自相关系数及频谱分布。泥浆湍流底部为间歇湍流层,偏态系数为正,而强脉动层上部和扩散层偏态系数为负,说明紊动产生于强脉动层下部(y~+=3—10),由于间歇紊动,分布曲线出现双峰,泥浆湍流自相关系数R显著大于清水,R(t)曲线呈波状,说明流速的脉动部分来自规则的波动。泥浆湍流的频谱分布迥异于清水流。1Hz左右的低频脉动能量在清水湍流中为10—20％,泥浆湍流中则达40—50％,浓度很高(265kg/m~3)时高达70％,同时在2—20Hz的主频范围内,能谱密度G(n)在清水湍流中有关系G(n)-n~(-6-5),而泥浆湍流中则演变成G(n)n-~(-(2-7))。     

崩塌土流动化机理的实验研究

作者利用可调坡水槽进行了松散崩塌土与水流掺混并形成泥石流的实验，观测了崩塌土运动距离及泥石流的形成过程，建立了崩塌土流高比的计算公式。讨论了松散崩塌土流动化形成泥石流的临界条件，提出松散崩塌土在一定纵坡下形成泥石流的水流掺混机理。实验中发现了一定形状的块状崩塌土与饱和度较高的下垫层之间存在超载孔隙水压力，超载孔隙水压力减轻了块体自重达到减阻的作用。从而，可以解释块体在泥石流表面快速滑行的原因。     

用冲水毕托管系统量测高含沙水流的流速分布

高含沙水流的流速分布是较难量测的,特别是在压力管道输沙中更为困难。成都科技大学曾研制了一种超声多普勒流速仪来量测含沙水流的流速分布。我们用一个淹没小孔出流装置(图2)进行过率定。出流小孔直径4cm,仪器探头置于小孔出口2cm处的中央。率定箱内紊动强烈,下部泥沙基本均匀悬浮。率定结果表明,对于细颗粒(试验中用d-0.0045mm的花园口淤泥)泥浆,仪器读数(多普勒频)和实际流速的关系     

消能结构防治泥石流研究——以文家沟为例

阶梯-深潭系统作为一种新的消能结构在2009年用于文家沟滑坡体上新生沟谷的泥石流治理研究。阶梯-深潭系统在阶梯和水跃段耗散了水流大量的能量,使得水流中的能量减小到不足以触发泥石流,理论分析表明阶梯-深潭系统可以耗散水流三分之二的能量,即同样状况下触发泥石流的临界流量需增加三倍。阶梯-深潭系统使得水流阻力最大化,避免河床和岸坡遭受侵蚀。2009年的几次暴雨没有在文家沟引发泥石流。然而,2010年在沟内修筑了20道拦挡坝来代替阶梯-深潭系统,经过2010年8月暴雨后,20座拦挡坝全部被破坏。沟谷再次下切了50m。沟谷下切和侧蚀导致大量松散堆积物进入沟道形成泥石流,约450万m3冲出沟口,造成大量的房屋被埋以及14人死亡。比较两种防治方法可以看出,以消能为目的的阶梯-深潭系统对防治泥石流是成功的。拦挡坝在稳定的情况下可以减少边坡的垮塌,而阶梯-深潭系统还能够通过耗散水流能量稳定沟道,因此采用拦挡坝和阶梯-深潭系统相结合的方式来稳定滑坡体上的新生沟谷,并控制泥石流可能效果会更明显。     

黄河中游淤地坝拦沙机理及作用

本文分析了淤地坝形成后水文泥沙条件的变化，探讨了淤地坝的淤积形态和拦沙机理，从单坝拦沙定额、小流域对比分析、河流泥沙变化、典型暴雨洪水等方面讨论了淤地坝的拦沙作用.     

汶川地震引发的流域管理新课题

汶川地震引发了大量的山体滑坡和崩塌.巨型滑坡夷平了山谷,创造了平缓坡地.这些新生地非常不稳定,易引发泥石流.尽快稳定和开发新生地是一个新问题.滑坡造成的堰塞湖引起剧烈河床演变,对河流地貌和稳定产生长远和深刻的影响.大量的崩塌体形成大石块堆积体,表面没有土壤,如何修复植被是一个严峻的挑战.本文通过野外测量和试验,对上述问题进行了探索并取得了初步成果.成果表明,采用阶梯-深潭结构稳定滑坡体,可以控制或减轻泥石流;发生于崩塌和滑坡体上的泥石流含水量小且大石块多,不是黏性泥石流而是两相泥石流,运动速度仅为黏性泥石流的1/10;堰塞坝发育成尼克点会显著改变河流纵剖面,稳定岸坡减少滑坡崩塌灾害;在花岗岩崩塌体上引种紫萼藓能显著加快植被演替,绿化裸露的石块堆积体.     

人类活动对典型三角洲演变的影响--Ⅰ长江和珠江三角洲

中国大多数河流三角洲发育,许多城市在靠近河口处发展起来并成为商业中心。日趋增大的人类活动的影响导致了新的问题,需要新的流域管理策略加以应对。长江、珠江、黄河和海河三角洲为我国河口三角洲的典型代表。本文以长江和珠江三角洲为例,讨论了三角洲的演变及相应的管理策略。长江携带大量的水、沙入东海,在河口处不断形成三角洲岛屿和浅滩,导致河道分汊。长江口实施的航道疏浚和填海造陆工程促进经济发展的同时,在一定程度上束窄和稳定了河口。珠江三角洲是由西江、北江、东江以及潭江、绥江、流溪河、增江等在珠江河口湾内堆积形成的复合三角洲。三角洲内河网密布,出海口门较多。促淤造陆、疏浚开挖排洪航运水道、人工采砂等改变了三角洲的演变。合理的调配水沙,控制无序采砂,有计划的围垦是珠江三角洲综合治理方略。     

水库粘性淤积物泄空冲刷的模型试验研究

本文提出了一种用原型粘性淤积物作为模型沙模拟水库泄空冲刷过程的模型试验方法.粘性淤积物的抗冲能力主要决定于其粘结力,而粘结力随淤积物干容重的增大而迅速增大.调整粘性淤积物的干容重,可使模型的冲刷过程与原型相似.试验中发现,粘性淤积物的排出主要发生在泥流和溯源冲刷过程中.淤积物干容重愈大,粘土矿物颗粒含量愈高,冲刷出库的泥沙就愈少,溯源冲刷形成的纵坡也愈陡.文中还对泄空冲刷试验中观察到的一些现象作了详细描述和讨论.