白鹤滩水电站泥沙特性研究

库区泥沙输移特性以及演变趋势对水电站运行至关重要,利用白鹤滩水电站入库泥沙控制站的最新水文泥沙资料,采用输沙率经验公式计算与水槽模型试验等方法,对水库泥沙输沙量、颗粒级配及矿物成分等特性进行了分析研究。结果表明:白鹤滩水电站坝址多年平均悬移质输沙总量为1. 69亿t,其中支流输沙量约为1 100万t,占坝址输沙量的6%左右;推移质输沙量约为214万t;受上游兴建水利工程影响,近年来坝址输沙量有所减少。研究成果对白鹤滩水电站运行以及梯级水库调度具有较大意义。     

溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期联合排沙调度方式初步研究

采用实测典型水沙过程,对溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的联合排沙调度方式开展了计算研究。结果表明:基于沙峰调度的梯级水库联合排沙调度方式从定性分析来看有利于提高梯级水库出库沙量,但提高的幅度有限;基于汛期“蓄清排浑”动态使用的梯级水库联合排沙调度方式有利于提高梯级水库出库沙量,且提高的幅度相对较大。通过计算研究提出了基于沙峰调度和基于汛期“蓄清排浑”动态使用的溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库联合排沙调度方案,研究成果可为溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库汛期泥沙调度提供科技支撑。     

Couple stress fluid flow in a rotating channel with peristalsis

This article describes a new model for obtaining closed-form semi-analytical solutions of peristaltic flow induced by sinusoidal wave trains propagating with constant speed on the walls of a two-dimensional rotating infinite channel. The channel rotates with a constant angular speed about the z-axis and is filled with couple stress fluid. The governing equations of the channel deformation and the flow rate inside the channel are derived using the lubrication theory approach. The resulting equations are solved, using the homotopy perturbation method(HPM), for exact solutions to the longitudinal velocity distribution, pressure gradient, flow rate due to secondary velocity, and pressure rise per wavelength. The effect of various values of physical parameters, such as, Taylor's number and couple stress parameter, together with some interesting features of peristaltic flow are discussed through graphs. The trapping phenomenon is investigated for different values of parameters under consideration. It is shown that Taylor's number and the couple stress parameter have an increasing effect on the longitudinal velocity distribution till half of the channel, on the flow rate due to secondary velocity, and on the number of closed streamlines circulating the bolus.     

泥沙吸附磷前后Zeta电位变化试验

选取长江南京段、淮河蚌埠段以及甬江口3种来源不同的细颗粒泥沙,通过泥沙对磷的等温平衡吸附试验,研究细颗粒泥沙吸附磷前后Zeta电位的变化。结果表明:泥沙的Zeta电位绝对值随着单位质量泥沙对固相磷的平衡吸附量的增大而增大,泥沙稳定性增强,不易絮凝;泥沙的Zeta电位绝对值变化量与单位质量泥沙对固相磷的平衡吸附量呈正比关系,对于不同来源的泥沙,单位质量泥沙对固相磷的平衡吸附量增量相同时,Zeta电位绝对值的增幅不同,甬江泥沙增幅最大,淮河泥沙次之,长江泥沙最小;Zeta电位绝对值相对变化量与固相磷相对吸附量呈正比,甬江泥沙Zeta电位绝对值相对变化量对固相磷相对吸附量变化的敏感度更高,长江与淮河泥沙的敏感度相近。     

大连长兴岛海域表层沉积物特征及运移趋势

根据2008-2011年大连长兴岛海域近岸表层沉积物取样结果,分析表层沉积物的粒度分布特征,并利用GSTA模型分析了该海域的表层泥沙运移趋势。研究结果表明:研究海域的沉积物类型集中于砂、黏土质粉砂和砂质粉砂三种,砂主要分布在长兴岛的北侧和西侧以及葫芦山湾外湾-10m以浅水域,黏土质粉砂主要分布于高脑子角东侧近岸、葫芦山湾外湾-10m以深水域、葫芦山湾内湾以及西中岛西南侧近岸,砂质粉砂主要分布在董家口湾水域。研究海域的沉积物类型和粒度参数特征在横向上和纵向上均呈现不连续的分布特征,深水区以及较为隐蔽水域的分选程度都属中常或较差,而近岸开敞水域的分选程度则很好。GSTA模型计算结果显示,研究海域沿岸泥沙向岸横向输移趋势较明显,顺岸纵向输移趋势不明显,冬季波浪作用加潮流作用是研究海域泥沙输运的主要动力条件。     

论黄河小浪底水库拦沙后期的运用及水沙调控

小浪底水库是确保黄河下游防洪、减淤的关键性工程,2007年已进入拦沙后期。为了尽可能地延长水库的使用寿命和减少下游河道的淤积,以最大限度地发挥小浪底水库的作用,制定合理的水库运用方式是非常重要的。回顾了小浪底水库运用以来的贡献和新情况,评述了拟定的水库运用方式的研究成果,根据三门峡水库和黄河下游河道数十年来的冲淤变化的实践经验,提出了小浪底水库拦沙后期运用方式的原则和水沙调控的建议。     

小浪底水库运行以来黄河口演变分析

小浪底水库运行以来,黄河口来水来沙减少,与1976-1996年平均年水量261亿m~3/a、年沙量6.5亿t/a、平均含沙量25kg/m~3相比,2002年调水调沙以来,黄河口来水量减少27%、含沙量减少68%,致使河口感潮段从1976-1996年的淤积,变化为调水调沙以来的冲刷,冲刷速率为34m~3/a·m。河口延伸速率从1976-1996年的1.4km/a降到小浪底水库运行以后的0.3km/a,但远离行河口门的海岸蚀退。建议减少进入黄河口的沙量,或者来沙量较大时,把泥沙分散到三角洲整个蚀退海岸和洲面以抬高洲面高程,可以达到降低行河河口延伸速率、降低防潮堤前海岸冲刷速率、改良盐碱地、改善三角洲海域生态等目的。     

淤泥质海岸泥沙运动形式及近岸缓坡成因研究

针对淤泥质海岸泥沙运动形式和淤泥质海岸近岸缓坡地形的形成原因两个基本问题,通过对比分析浮泥与悬移质运动特征的差异,得到了"在泥沙沉积过程中,浮泥的整体性运动可表述为淤泥质海岸的推移运动"的结论;进而,建立浮泥平衡坡度理论模型并进行计算。研究表明:小容重浮泥的平衡坡度与淤泥质海岸实际坡度吻合较好,浮泥是淤泥质海岸近岸缓坡地形形成的重要因素之一。     

非均匀推移质瞬时输沙率试验研究

推移质输沙率是泥沙运动力学的重要内容。目前,推移质输沙率的研究大多集中于时均输沙率,对瞬时输沙率的研究则相对较少。首先,介绍了Ballio提出的均匀沙瞬时输沙率的计算方法,对其进行推导得到非均匀沙瞬时输沙率计算公式;其次,通过非均匀沙水槽试验中得到不同颗粒泥沙的瞬时运动速度,代入改进的Ballio输沙率公式中,计算得到瞬时输沙率;然后,采用定义方法计算瞬时推移质输沙率,并与Ballio方法进行比较,结果表明两种方法得到的推移质瞬时输沙率较为接近,说明采用改进的Ballio方法计算非均匀推移质瞬时输沙率是可行的。同时,通过大量试验,揭示了非均匀推移质瞬时输沙率在时间上不稳定性、在空间上不均匀性以及运动过程中间歇性等特性。     

非均匀悬移质输沙率

结合Jasmund-Nikurads对数流速分布和作者提出的非均匀悬移质含沙量垂线分布规律,建立了非均匀悬移质输沙率公式。公式为显式函数形式,结构简单,适用于非均匀沙任意粒级,对D_i=D_m且σ_D=1的均匀沙情形具有自适应性。考虑近底层床面至z=a处的输沙率,理论上精度有所提高。与以往积分形式的输沙率计算公式相比具有优越性。根据长江口2005至2012年实测水沙资料与计算结果的比较,两者符合良好。