长江河口底沙运动规律

于1981－1988年以浅地层剖面仪和回声测深仪取得沙波观测资料，运用这些资料以及河床表层沉积物和历年河口水文、地形资料，采用水文学、沉积学与泥沙运动力学相结合的研究方法，分析长江河口底沙的运移规律。结果表明：长江河口底沙运动非常频繁，一般有单颗粒滚动、跳跃，沙波及沙体推移等形式；在沙质床面上沙波发育良好，其形成、发展和消失与潮差和落潮流速有一定的相关性，因受涨、落潮流改造，沙波难于得到充分发展；沙体推移为长江河口底沙运动的主要形式，推移量很大，有时甚至能使滩槽移位，迫使通海航道改线。研究底沙运动规律为长江河口治理提供科学依据。

设计彩沙示踪法研究滨海沙滩底沙运动——以厦门大学滨海沙滩为例

本文设计彩沙示踪法于厦大滨海沙滩东段进行试验 ,取得了沙粒运动方向、最大运移速度、扩散范围、沿岸输沙率及粒度分异运移状态等定量数据 ,弥补了以往示踪法难以定量分析的缺陷。结果表明 :调查期间 ,厦大滨海沙滩东段沙粒运动是构成厦门岛南岸岸滩在偏东向波浪作用下形成的西南向沿岸漂沙之一个环节 :沙粒大体平行岸线向北运动 ;沙粒沿岸最大运移速度为 2 0 0m/d ;经一个潮周期 ,沙粒向两侧的最大横向扩散距离为 2 0m ,最大垂直扩散深度达 7cm ;岸滩横断面沿岸输沙率为 42 5t/d ;在该岸段沿岸漂沙中 ,粗粒沙偏向低潮带一侧 ,而细粒沙偏向高潮带。

长江河口水下沙洲类型及典型水下沙洲的推移规律

对长江河口水下沙洲的类型及其演变规律进行了研究，把水下沙洲分为 4 种基本类型：节点型沙洲、弯道型沙洲、涨落潮流分异型沙洲、分汊口型沙洲。并研究了河口区若干典型沙洲在最近 20 a 的推移规律和冲淤状况，对沙洲冲淤量进行了计算，结果表明河口水下沙洲冲淤频繁， 1991 年后仅上、下新浏河沙 5 m 等深线内沙体每年冲淤量达 1.5×106 t，尤其是 1998 年大洪水导致上新浏河沙被冲失近 1/3 。

彩沙示踪研究九龙江河口湾北侧湾口海区底沙运动

1998年 11月 6～ 7日在九龙江河口湾鸡屿北侧沙洲进行了彩沙示踪试验研究 ,取得沙洲底沙运动数据 :(1)两个主要运动方向及其最大运移速度为 :NW向 6 1m/d ,SW向 32m/d。 (2 )一个全潮周日的最大扩散范围为 :NW SE向 74m ,SW NE向 42m ,垂直扩散深度 3cm左右。 (3)底沙运动过程中粗粒沙滞留在沙洲 ,细粒沙被搬走。 (4 )垂直鸡屿北岸的断面净输沙率为朝NW方向 717t/d。证实了鸡屿北侧沿岸存在着一股反向 (朝NW向 )输移的泥沙流 ,这一反向输沙是由往复潮流中涨潮流占优势和偏东向波成沿岸流的耦合作用所造成 ,从而造成河口湾北侧湾口海区的底沙年内变化呈顺时针方向旋回运动的势态。底沙向E(正向 )运动及河流洪水冲刷所致 ,结果导致海区东部浅滩区大量泥沙堆积。各水道水流交汇、偏东向波浪以及涨潮流占为优势的水动力环境使浅滩区底沙先向SW迁移 ,继而平行鸡屿北岸向NW迁移 ,最终沉积于鸡屿NW海底。一旦发洪水 。

水流强度对推移质三维运动规律的影响

利用粒子示踪技术对恒定均匀明渠流中的推移质颗粒运动进行了测量,采用了三种比重的试验沙,通过改变沙样粒径及水力比降,得到了10组不同水流强度下粒子的三维运动轨迹,计算了粒子三个方向上的速度分量并对大量颗粒的计算结果进行了统计分析。试验结果表明,推移质颗粒运动的平均纵向速度与颗粒雷诺数成幂函数关系,垂向和横向上则基本为随机运动,没有明显的平均运动趋势;颗粒纵向紊动强度及紊动能量均随Shields数增大而增强,由于比重及粒径尺寸的约束,颗粒纵向和垂向紊动强度在数值上大约为清水的一半。

清水冲刷弯曲河型河床变形的概化模型及数值模拟

本文根据弯曲性河流在平面外形上能够保持相似,进行了连续弯道清水冲刷河床变形的概化模型试验,探讨河湾过渡段浅滩的形成机理,并建立模拟弯曲河型推移质运动的二维数学模型。利用试验资料对数学模型的计算结果进行了检验。

基于AI图像识别的床面形态特征参数和迁移速度分析

床面形态特征和迁移速度是影响水流阻力和推移质泥沙输移的关键因素,对于分析河床演变趋势、河底生境系统和人类活动的影响具有重要意义。本文利用AI视觉大模型技术,从试验水槽侧壁获得了长时间、高时空分辨率的床面形态动态发展数据。采用改进的床面形态量化方法和迁移速度计算方法,提取了9种工况下的床形特征参数和迁移速度。结果表明:在动态平衡状态下,床面形态特征参数和迁移速度仍存在显著的随机波动,其中迁移速度的波动性和变异性较高,床面形态的平均迁移速度随泥沙运动强度和推移质运动强度的增加呈幂函数型增长,相对波高、陡度与泥沙运动强度符合抛物线关系;约95%的背流面角度集中在10°~30°,与陡度呈线性关系;床面形态和迁移速度均呈现明显的右偏分布且具有拖尾特征,其中波高、波长符合Birnbaum-Saunders分布,其他床面形态特征和迁移速度遵循伽马分布。

清水冲刷下非均匀卵石床面粗化过程及分选模式

在一定的水流条件下,滚动是卵石河床上推移质的主要运动形式,由于不同粒径颗粒的移动距离不同,床面泥沙将发生分选输移,最终形成以不动粗颗粒为主体的粗化稳定结构。本文主要研究清水冲刷条件下非均匀卵石床面粗化过程及分选模式。通过引入滚动力学模型,运用数值计算方法计算了不同情况下滚动颗粒的运动轨迹,构建了非均匀卵石床面经清水冲刷后的级配计算模式,并通过一个实际算例计算出了不同时刻不同河床段经冲刷后的级配变化过程以及冲刷稳定后的级配曲线。本文的理论成果适用于卵石的滚动运动,为研究卵石河床的分选过程提供了一种理论计算方法。