任务型教学法在《泥沙运动力学》课程中的应用实践

本文以研究生课程《泥沙运动力学》为研究对象,采用任务驱动型教学法与传统教学方法进行对比研究,经过完整的任务设置、任务实施、任务完成与课堂实时点评等教学阶段,发现相对于传统的教学法而言,采用任务驱动型教学法后,教学效果有了显著的提升,主要包括学生的到课率、课堂教学的参与度、参与的积极性、学习效果及学生对课堂的评价等方面。

20世纪的泥沙运动力学

在 2 0世纪 ,泥沙运动力学的研究取得了不少突出的成绩 ,但与其他学科同时期的进展相比 ,发展还是比较缓慢的。按取得的进展来看 ,2 0世纪可分为两个阶段 ;在上半叶 ,有 6项突破性进展 ,逐步积累 ,到 195 0年 ,Einstein集大成 ,提出了第 1个泥沙运动力学理论体系。在下半叶 ,进入了百家争鸣的时代 ,一些研究者提出了自己的泥沙运动理论体系 ,作者列举了 8个有代表性的理论体系。受计算机时代的影响 ,从 2 0世纪 70年代开始出现了根据大量实测资料 ,利用计算机进行回归分析而得出的阻力和输沙率公式 ,而不拘泥于发展新的理论。与此同时 ,一些与实际偏离较远的理论逐渐被淘汰。在 2 1世纪 ,要搜集系统完整的资料 ,特别是近底层的资料 ,并拓宽研究领域到环境 。

钱宁生平和他的《泥沙运动力学》

本文简要介绍了钱宁从事泥沙研究事业的一生及其主要成就 ;对《泥沙运动力学》一书进行了评述 ,并分章扼要说明及主要内容。与此同时 ,说明了作者对泥沙研究一些问题的观点。

泥沙运动力学的发展与前瞻

任何一门学科在它的发展过程中,都存在着一条或一条以上贯穿始终的主要线索。虽然每个研究工作者从各自的角度研究某一方面的问题,不一定都清醒地意识到这一点。但是,把大量的研究工作归纳在一起,这些线索就会逐步变得明确起来,说明学科的发展自然地遵循一定的方向探索前进。本文试图勾画出泥沙运动力学在发展过程中的几条主要线索,回顾过去已经取得的成就,瞻望今后应该遵循的途径。

泥沙运动统计理论前沿研究成果

本文是作者数十年来以力学和概率论相结合的途径，广泛、深入研究泥沙运动统计理论的主要成果。其中包括泥沙运动的概化模式；单颗泥沙运动力学及统计规律；床面泥沙4种状态之间的转移概率及交换强度i不同状态之间的多种输沙率（而不是现有的两种）研究；泥沙起动规律及起动流速；从理论上导出的床面泥沙的边界条件；一维不平衡输沙规律及相应的数学模型；推移质与床沙和悬沙同时交换的不平衡输沙；床沙冲刷粗化与交换粗化规律；推移质点源、线源及退化面源扩散。另外，文中还给出了由泥沙运动统计理论带动的泥沙研究领域其他成果，如挟沙能力级配及有效床沙级配、粗细泥沙交换、挟沙能力多值性以及黄河高含沙量时的”揭底冲刷”。

钉螺和螺卵静水沉降及运动方式的实验研究

湖北省沿江河涵闸、倒虹吸管引水灌溉扩散钉螺严重。以往对钉螺扩散现象的实验观察做得较多,但运用水力学、泥沙运动力学和生物学相结合的方法研究钉螺扩散机理及特征,借以采取相应的防制措施等方面,目前国内外尚未见报道。本研究是“江河水系中钉螺动态机理及灌溉系统防制钉螺扩散技术研究”课题的基础研究部分之一,旨在探索钉螺和螺卵的静水沉降规律,为动水动态试验提供数理依据,进而研究简便、有效防制钉螺扩散与兴修水利结合灭螺更优化的技术和方法。本实验于1989年7月至1990年6月进行,现将结果报告如下:

《International Journal of Sediment Research》（《国际泥沙研究》）被SCI-E收录

《International Journal of Sediment Research》（译名《国际泥沙研究》）自2007年起成为SCI源刊，被SCI—E收录。本刊为季刊，刊登内容除泥沙运动力学和河床演变等外，还包括地理学、地貌学、土壤侵蚀、流域产沙、水土保持、泥沙对环境及生态的影响、泥沙所引起的社会和经济问题评估等涉及全流域的泥沙问题。

水利工程中的主要工程泥沙学问题

泥沙学科是现代水力学及河流动力学学科体系的基础架构之一,其研究范畤主要包括流域侵蚀与产沙及泥沙基本性质、泥沙运动力学、河床演变学、工程泥沙学等。传统的水利工程领域.工程泥沙学问题上要包括以下几个方面。

水流中颗粒跃移参数的试验研究

水流中颗粒的跃移是推移质运动的主要形式。本文作者采用高速摄影技术,对颗粒的跃移运动进行了系统的测量,全面地分析了跃移颗粒的受力情况(包括阻力系数、升力系数的变化,各力的大小比较等),在此基础上,采用数值计算的方法,求解了颗粒跃移运动方程,其结果同实测资料基本上一致。为实用起见,根据实测资料进一步分析了跃移参数(跃移长度、跃移高度和跃移速度等)随相对水流强度参数的变化规律。这对于了解推移质运动机理及进行推移质输沙率研究有着重要的意义。

沙垄阻力的理论分析与试验研究

本文将沙垄上的水流划分为三个区域,即迎水面边界层区、迎水面势流区及背水区。在此基础上通过边界层理论的分析,给出了沙粒阻力系数、形状阻力系数及平均流速的计算公式,并用作者及其它几家试验资料进行了验证,结果符合较好。

垂向分布粘性流中的球体绕流解

研究Ｓｔｏｋｅｓ球体在具有垂向分布粘性流中的球体绕流解，求得球面的应力分布，可用于泥沙运动力学中三维水流挟沙问题的研究．

城市地表径流-灰尘-污染物输移研究进展

城市地表"径流-灰尘-污染物"作为一个三相介质系统,相互作用机理十分复杂。分别从城市地表灰尘颗粒对不同种类污染物的吸附效应及时空分布规律、地表(坡面)降雨径流特性及过程模拟、地表径流-灰尘-污染物协同输移与削减等方面,总结与分析了现有的研究进展。从本质上来看,城市地表灰尘可视为由不同粒径泥沙颗粒组成的综合体,有必要基于泥沙运动力学理论加强对地表径流中灰尘颗粒运动规律的研究,并以灰尘颗粒对不同污染物的吸附、沉淀作用为纽带,探讨"径流-灰尘-污染物"的协同输移与削减机制。其中,如何有效扩展城市调查样本容量,比较研究不同下垫面径流动力特性,并从径流能量或功率角度出发,研究不同粒径灰尘颗粒的分组起动与输移规律,并建立在径流输送过程中的挟沙力方程,将是今后需要深入研究的问题。

滴灌系统首部沉沙池沉沙效果试验研究

在多沙河流地区，当微灌系统采用水源为地表水时，有必要在河渠水和微灌系统之间设置沉沙池，合理的布置沉沙池可有效的防止微灌系统的堵塞，减轻过滤器的负担。经过反复试验，基本上可以得到沉沙池的沉沙率与沉砂池尺寸的关系，以及沉砂池的尺寸与沉沙粒径的关系。据此，在实际生产中对于沉沙池的选用，可根据河流中泥沙的级配和取水流量以及对沉沙效果的要求，来选取不同尺寸的沉砂池。

城市地表灰尘径流冲刷过程模拟

为弥补当前描述城市地表灰尘径流冲刷过程的指数衰减模型偏于经验、物理力学机制认识不足的问题,考虑到地表灰尘的泥沙物质属性,基于泥沙科学、从泥沙运动力学角度研究地表灰尘的径流冲刷过程与模拟方法。通过比较发现,地表灰尘径流冲刷指数衰减模型与河道冲刷条件下输沙调整的滞后响应模型具有一定的相似性。基于上述比较结果,参考河道冲刷条件下输沙调整的滞后响应模型方程,针对地表径流汇流的延时效应及不平衡输沙特点,并考虑地表灰尘颗粒的非均匀性及分组冲刷过程,对地表灰尘径流冲刷指数衰减模型进行了改进,建立了地表灰尘的分组不平衡冲刷模型。结合广东东莞牛山工业园区地表灰尘径流冲刷过程的实测资料,对模型进行了应用比较。结果表明:相比指数衰减模型,分组不平衡冲刷模型模拟地表径流灰尘浓度值与实测值变化趋势更为符合,确定性系数与纳什效率系数由0.15与0.59升至0.73与0.70,模拟效果进一步提高。研究结果有助于促进地表灰尘径流冲刷过程模拟由经验分析向具有物理基础的模拟方法转变。

本刊编委会顾问胡春宏当选中国工程院院士

本刊讯中国工程院2013年院士增选结果揭晓，《人民黄河》编委会顾问、中国水利水电科学研究院胡春宏教授级高级工程师当选中国工程院院士。胡春宏是我国泥沙学科带头人，长期在一线从事泥沙运动力学、河床演变与河道整治等领域的理论与应用研究，致力于我国江河湖库治理，特别是黄河治理的工程科技工作。在江河水沙调控与泥沙优化配置理论与模型、黄河口流路稳定与治理、黄河下游萎缩性河道治理与塑造中水河槽、三门峡水库运用方式调整与降低潼关高程、塔里木河干流河道治理与输水堤防建设、官厅水库疏浚整治与恢复向北京市供水等江河治理工程中作出了杰出贡献，推动了我国工程泥沙技术走向国际，促进泥沙学科的进步，培养了大批专业人才。

获一等奖优秀科技图书简介

《热力学》王竹溪著高等教育出版社出版本书成书的历史较长,是著者在多年的教学实践和科研工作中反复垂炼,使之不断丰富、完善和成熟起来,而成为一部高水平的、在学术上长期发挥作用的热力学经典著作。本书的一个重要特点是对热力学基本概念阐述准确、科学、透彻,文字十分严谨。著者素有严肃、严格、严密的学风和工作作风。《热力学》是著者的代表作。著者在本书和他的《热力学简程》中都澄清了国内外某些书中的一些不正确的或混乱的说法。

都江堰河段卵石推移质输沙率测次布设的探讨

都江堰河段坡陡流急,河床质和推移质大都为卵石,最大粒径为510毫米,个别甚至达到1.0米,最小的仅为0.15毫米。在这种流建大,卵石级配宽的天然河流上进行推移质测验困难较多。由于卵石推移质的脉动变化大,输沙率的横向分布规律性很不稳定,所以在测验时要求在每根垂线上重复2～3次取样。

挟沙水流颗粒垂向扩散机理

用封闭的动理学模型分析了天然沙颗粒的扩散系数及升力和颗粒垂向脉动强度梯度对颗粒扩散的影响. 用Einstein & Chien (1955)资料进行了对比验证. 中、粗颗粒的扩散系数e yy明显大于水流涡粘性系数tfv, 细颗粒的e yy与tfv近似相等. 在0.03< y/H <0.4的实验量测范围内, e yy /tfv随y的减小而增大. 升力和颗粒垂向脉动强度梯度在y/H = 0.2以下显著改变颗粒的重力沉降, 在描述近壁区内的颗粒扩散时应该考虑这种影响.