长江口悬沙挟沙力公式参数的率定与验证

利用长江口水域丰富的实测资料,通过建立切应力模式与挟沙力模式分别计算得到的底部泥沙通量相等的关系,对比分析确定其中相关量后,计算出泥沙恢复饱和过程中挟沙力与含沙量之间的修正值,并以长江口2005年8月的实测水文资料率定出挟沙力计算公式的待定参数。最后,利用长江口2007年8月及11月北槽及南槽的实测含沙量资料、2009年4至8月北槽航道疏浚后的实测回淤量资料进行验证,说明采用的挟沙力计算公式具有较高精度,适用于长江口的工程应用。

洋山港区域挟沙力公式研究

利用基于能量平衡观点推导的挟沙力公式,考虑到洋山港海域涨落潮期间悬沙浓度存在一定差异,分别建立了该区域涨潮时期及落潮时期挟沙力公式。利用计算底部通量切引力公式与挟沙力公式相等方法,估算了实测期间水体挟沙力值,并以洋山港2003年10月实测的水沙资料进行率定。最后,采用洋山港2005年7月实测含沙量资料对公式计算结果进行验证。验证结果表明,所建立的挟沙力公式具有较高精度,其计算的含沙量变化与洋山港实际情况较为符合。

不同挟沙力公式在新疆托帕水库的应用分析

水流挟沙力公式的确定是数学模型法在水库冲淤计算中应用的关键,直接影响模拟成果的精度。根据托帕水库概况及其下游恰其噶水文站的实测数据,采用相关系数法对各种水流挟沙力计算公式在水库中的应用进行分析。结果显示,张红武公式的相关系数为0.89;张瑞瑾0.78;涂启华0.77,韩其为0.76。以张红武计算结果与实测资料符合度最好。

坡面流挟沙力计算公式及其评价

坡面水流挟沙能力的计算是土壤侵蚀过程中最为重要的一环,它是判别坡面是否发生冲淤的依据。本文总结了现有的坡面流挟沙力计算公式,并利用实验数据对各公式的适用性和局限性进行了评价。结果表明:Low和Abrahams公式只有在不考虑降雨的情况下可以较好地预测坡面流挟沙力;Shih公式虽然考虑了降雨影响,但只适用于特定的水力条件;Guy公式将挟沙力分为坡面流贡献和降雨贡献两部分,用实验数据重新率定参数后,能更好地预测坡面流挟沙力。此外,临界Shields数作为泥沙颗粒启动的判别条件在降雨影响下不再适用于坡面流。

水流挟沙力计算公式比较分析

泥沙输移是流域土壤侵蚀、搬运和沉积过程中一个很重要子过程,而水流挟沙力是表征在一定条件下水流挟带泥沙能力的综合指标,也是径流分离土壤、输移泥沙的控制参数之一。本文对目前被广泛采用的坡面和沟道水流挟沙力计算公式的建立条件和理论基础进行了简要阐述,比较分析了各公式的应用可能性和局限性。

垂向悬沙扩散与近岸挟沙力理论研究

根据垂向二维悬沙扩散方程和谢才公式,假定泥沙垂向扩散系数为常数或为水深和摩阻流速的函数时,从理论上推导得到一个新的不仅适用一般水域,也适用于高含沙水域的挟沙力公式。公式一阶近似形式上与近岸海域常用的刘家驹公式相一致也不显含泥沙沉速,从理论上证明了刘家驹公式的合理性,说明其经验公式在理论上也成立。对更高阶近似,公式显含泥沙沉速,与维利卡诺夫以及张瑞瑾等挟沙力公式相一致,说明了张瑞瑾公式的合理性。分析了导出的公式的物理意义以及与刘家驹公式和张瑞瑾公式的异同。新的挟沙力公式也表明挟沙力公式的近似应是流速平方的多项式,选择低阶项作为近似会有一定的误差。

河口海域水流挟沙能力分析

水流挟沙力是反映河床处于冲淤平衡状态下水流挟带泥沙能力的综合性指标。作者通过对众多挟沙力公式的分析比较，基于量纲和谐的考虑，建立了新的挟沙力公式形式。本文以长江口的泥沙输运为例，利用长江口泥沙实测资料，研究了新建立的挟沙力公式在长江口的适用性。计算结果表明，本文作者建立的公式在长江口具有一定的适用性，与刘家驹公式相比较，计算精度差不多，计算结果尚令人满意，但还存在一定的误差，说明将本文建立的挟沙力公式进行率定后，可以将其推广到近岸河口海域，为工程实践提供有益的参考价值。

圣维南方程处理普适性问题的方法及其科学意义

因床面阻力项采用了经验公式,求解圣维南方程组前,须对糙率取值进行率定和验证。有学者认为经验公式只是临时性解决问题的手段,那么圣维南方程还有没有发展空间?由于三维Navier-Stokes方程积分得到圣维南方程的过程中,数学上不可避免地引入反映特定个体的河床边界条件信息,圣维南方程不再具有普适性,而采用带有待定系数的经验公式是圣维南方程组维持其“普适性”的必然选择。具有普适性的水流挟沙力公式形式应是张瑞瑾公式这一类具有待定系数和指数的经验公式。

一维水库溯源冲刷数学模型及其应用

溯源冲刷是水库重要的排沙减淤措施之一。为了更好地掌握溯源冲刷过程中库区河床的冲淤规律,采用基于有限体积法求解的一维水沙耦合数学模型,并改进了挟沙力公式中参数的取值方法,模拟了三门峡水库1975年和1964年的溯源冲刷过程,采用库区实测资料分别对该模型进行率定与验证。计算结果显示模型计算值与实测值总体符合较好,计算精度较高。采用改进后的一维水沙耦合数学模型,能较为精确地计算三门峡库区的溯源冲刷过程和不同排沙方案的比较。

河口治导线放宽率的确定

根据输沙平衡原理及水流挟沙力公式推导出河口治导线放宽率计算式,并分析了放宽率与潮差、落潮历时和单宽落潮流量等各个参数之间的关系。研究表明该公式中放宽率与各个影响参数的关系符合河床演变规律。以珠江虎跳门河口段及长江深水航道二期整治工程为例,分别对本文公式、罗肇森公式和陈志昌公式计算的放宽率进行了比较:本文公式计算的结果介于罗肇森公式及陈志昌公式之间;计算得到的虎跳门河口段及长江深水航道二期整治工程的放宽率分别为1.15%和0.43%,与工程实际采用值1.35%和0.47%相近。可以采用本文公式确定河口地区治导线放宽率。

高含沙洪水揭河底冲刷初探

本文根据试验和实测资料分析，首先改进了非均匀沙群体沉速公式和挟沙力公式，使公式能较准确地反映河床的冲淤特性，特别是反映像揭河底冲刷这种剧烈的冲淤变形。冲淤量的确定按不平衡输沙公式及沙量平衡方程推求，文中给出了渭河、北洛河及黄河北干流一场高含沙大洪水揭河底冲刷过程的验算结果。