塔里木沙漠公路沿线的起沙风与输沙强度

塔里木沙漠公路绝大部分路段穿越流沙地段，风沙活动十分强烈，因此，机械防沙带的设置显得十分关键。由于起沙风的统计分析和输沙强度的定量计算是防沙工程设计中的最主要依据之一。该文在大量统计起沙风和野外实地观测的基础上，进行输沙强度的数值计算及分析后指出：由沙漠边缘向内部深入，起沙风更加东偏，输沙强度更大和更为集中。

长江落中子河段输沙强度规律分析

山区河流泥沙粒径大、输移形式以推移质为主、不同河段形态差异巨大、泥沙冲淤量变化大,特征十分明显。为了进一步了解山区河流的泥沙输移特征,本文以长江上游落中子段作为山区河流的代表河段,借助大量实测数据统计,详细分析输沙强度和水流功率的关系,分析各河段泥沙输移强度的经验公式。

塔克拉玛干沙漠风沙活动强度特征

通过风资料的统计和计算,对塔克拉玛于沙漠风沙活动强度特征进行了系统研究.结果表明,塔克拉玛干沙漠年平均风速较小,在沙漠内部年平均风速与温度变化呈现'风热同步'现象;有效起沙风作用时间存在明显区域差异,随着风速等级的增加,其出现的频率相应减少,基本上都集中在6.1～10.0m/s之间;输沙势和最大可能输沙量,除若羌地区外,整个沙漠属于低风能环境,且存在很大区域差异,对输沙贡献最大的风速以9.0～11.0m/s为主.

大比降卵砾石河流输沙率试验研究

针对我国西部地区大比降卵砾石河流的比降和河床组成,采用1m宽水槽对大比降卵砾石河流的输沙率进行分析研究。分析结果表明:(1)水槽试验数据与现有推移质公式对比,比较有代表性的M eyer-peter(1948)、Engelund(1976)两个公式计算的输沙率偏大,与Ackres&W h ite(1973)公式计算值较为接近。(2)根据Ackres&W h ite(1973)的结构形式,补充大比降卵砾石河流泥沙起动条件,假设推移质运动强度与水流有效运动强度成幂次关系,得到大比降卵砾石河流输沙率公式形式。(3)通过水槽试验数据,拟合出适合大比降卵砾石河流的输沙率公式。

输沙量与风速关系的几个问题

输沙量及其强度是风沙危害程度的重要指标。在沙源丰富、地面干燥、平坦、无结构,无植被时,输沙量应正比于风速的三次方。但在输沙量与风速之间的经验回归方程中,V的方次有的大于3,这仅仅是数学计算产生的结果,为的是更好的配合回归曲线,V的方次高了,相应的V前面的系数必然会较小,反之亦然。风力可以吹动的最大沙粒质量与风速的6次方成正比。但风力能携带的总输沙量仍与风速的3次方成正比,二者不可混淆。一定风速下输沙的大颗粒多了,小颗粒就相对减少,总的输沙量仍然不变。

泥沙输移与水流强度指标

利用大量的实验室水槽和天然河道输沙资料 ,研究了各种水流强度指标与泥沙输沙强度的相关关系。结果表明 ,水流功率、平均流速、沙粒切应力能较好地预测输沙率而单位水流功率、佛汝德数、Velikanov参数则较好地预测输沙浓度。

全沙输沙公式的比较研究

选择了30个有代表性的全沙输沙强度计算公式,利用超过5000组水槽和天然河道实测资料,全面客观地比较了这些公式在天然均匀沙时的床沙质输沙浓度的计算精度。结果表明:Karim Kennedy,Engelund Hansen,Ackers White,Brownlie,Peterson Peterson,Basson,Yang,王士强等公式,是几个值得推荐使用的公式,可供有关泥沙研究人员参考。

长江上游大比降卵砾石河段水流强度指标研究

文章基于长江上游河段内寸滩站水文泥沙实测资料,围绕决定水流强度大小的影响因素,针对长江上游大比降卵砾石河段的水面比降、相对光滑度、粒径组成等特点,通过比较分析以往经典输沙强度公式,在此基础上将各物理量无因次化,借助多元回归分析对研究河段内的水流强度指标形式进行拟合,主要探讨了决定水流强度的影响因子及影响程度大小。结果表明:通过比较各类水流强度指标与输沙强度的相关性,切应力类指标较好,而平均流速类和水流功率类指标的表征能力欠佳,在切应力指标中,Einstein式的相关性最好;假设水流强度与各影响因子成幂次关系,得到了描述水流强度的表达式:Θ=k(h/d)a1(V(γs/(γ-1)gd(1/2))a2Ja3;通过实测资料,借助多元回归分析法对公式系数进行拟合,得到了能准确预测长江上游大比降卵砾石河段水流强度的表达式:Θ=4.755(h/d)0.0477(V/γs/(γ-1)gd(1/2))1.1752J0.9275.

大东港海湾的输沙量计算和自然寿命预测

大东港位于辽宁省丹东市东南４０公里处，是我国沿海最北端的一个海港，１９８２年以来观测积累了大量的水文泥沙资料，以往的水文测验和计算颇为繁杂。本文通过分析对比提出以潮位升降变率为动力参数计算断面输沙强度的计算公式，以净输沙强度推算海湾冲淤状况，简化了原体观测和计算的工作量，并通过淤积速率较好的预测海湾的自然寿命。

大东港海湾的输沙量计算和自然寿命预测

提出了大东港海湾以潮位升降变率为动力参数计算断面输沙强度的计算模式。净输沙强度是海湾冲淤的量废。通过淤积速率预测了海湾的自然寿命。

塔克拉玛干沙漠公路沿线风沙活动的时空分布

利用塔克拉玛干沙漠公路沿线的肖塘、满参和塔中3个定位观测站1个自然年的监测资料,对以起沙风和输沙强度为表征的风沙活动进行了分析.选取气象站标准高度10 min风速中大于临界起沙风速(≥6.0 m/s)的风,按16方位分别统计不同级别风的次数及其方位,计算输沙量.结果表明,风沙危害的主风向为偏东风,频率范围48%～76%.风沙活动集中在4～9月;从沙漠边缘向腹地风沙活动加强.向沙漠腹地深入,应加大公路风沙危害防护力度.

包兰铁路沙坡头段风沙运动规律及其与防护体系的相互作用

包兰铁路沙坡头段是穿越流动沙丘最长，受到风沙危害最为严重的路段，自建成运营45a以来，其有效而稳定的防护体系受到世人的关注和公认。通过前期23a的防沙实践和后期22a的监测证实：①该地区存在着一个较为稳定的风沙流场，具有三组不同风向，主风向为W-NNW，次主风向为NE—E、WSW—S，此种风沙流场格局具有明显的季节变化，是塑造格状沙丘形态和造成对铁路危害的重要因素。②沙丘移动过程表现为格状沙丘主梁沿主风向前后摆动，以缓慢的速度向前推移，其移动量为2～5m·a^-1，造成风沙危害的最直接的原因是格状沙丘副梁的迅速前移，22a平均移动速度为0．527m·a^-1。合成移动方向为318．6°（NW→SE）。③从理论上考虑，前移的沙体是一种对防护体系的潜在威胁，即可能在固沙带前缘形成高大的沙堤掩埋防护体系。可是，实际上随着防护体系的建立和逐步的完善，不但有效的保障铁路的安全，而且同时也抑制了年总输沙量的25％；并改变了风沙流场的某些性质或作用，进而控制了风沙活动的方向与活动强度。在迎风坡的风蚀和背风坡的积沙致使沙丘高度相应的降低，这种变化规律具有从流沙区向固沙区逐渐衰减的趋势。

塔克拉玛干沙漠中部部分地区风沙环境特征

通过对塔克拉玛干沙漠中部部分地区的气象资料分析、野外实地风沙观测和理论计算 ,对其风沙环境特征作出了一些初步分析。结果表明 :沙漠边缘地区年起沙风时间数在 2 70× 10 4 min左右 ,输沙总量为 3 80 0kg·m-1·a-1,年输沙总量与合成输沙总量的比值在 1 83～ 2 39之间变化。而沙漠腹地塔中地区年起沙风时间数在 4 6 1× 10 4 min以上 ,输沙总量为 6 10 0kg m-1 a-1,最大输沙量为 80 0 0kg·m-1·a-1。年总输沙量与合成输沙量的比值在 1 38～ 2 12之间变化。此外 ,其沙丘形态与Tomas( 1991)所阐述的沙丘发育格局与模式并不完全吻合 。

河岸植被覆盖影响下的河流演化动力特性分析

河岸植被对河道的水流运动、主槽稳定及河湾迁移等均有重要的影响,尤其是在洪水期河流的演化过程中。为分析不同密度植被护岸对河流动力过程的影响响应,本文采用自然模型实验,通过改变河岸植被种植密度及单双岸布设方式,模拟河岸有无植被种植的河流演化过程。给定相同的造床流量、坡降、泥沙粒径等水沙边界条件,设定控制变量为河岸植被覆盖率,分别为0%,20%,40%,80%。实验结果表明:(1)单岸植被覆盖其主流稳定性较两岸植被覆盖为差;(2)河岸植被越密集,水流对河床的局部扰动越强烈,河演达到稳定状态周期越长;(3)两岸植被覆盖的蜿蜒河道其稳定曲率随植被覆盖率增大而减小,较大的水流剪切力会造成较大的河湾迁移。

正弦派生曲线弯道中水沙运动特性动床试验

为了研究流量和弯曲度对弯道内水流泥沙运动特性的影响,在无黏沙质床面上进行固定边壁动床弯道模型试验,测量不同弯曲度和不同流量组合条件下弯道内的水流运动特性、地形演变和输沙强度.试验表明,水流动力轴线在相邻2个弯顶之间形成过渡段,弯顶下游凸岸一侧存在局部低流速区,该区域最早出现边滩形态;流量与床面形态之间的关系是非线性的,小幅度的流量变化引起较大的床面变化;微弯河道中浅滩、深槽分布规则,当河道弯曲超过一定程度时,显著影响床面的稳定性,床面形态变得复杂;随着弯曲度的增大,河道的输沙能力有减小趋势.

Einstein 推移质公式的改进研究

很多学者对Ｅｉｎｓｔｅｉｎ推移质公式建立过程中的冲刷概率、泥沙无因次单步运行距离和泥沙交换时间等方面进行了深入研究与改进，并得到了改进后的推移质输沙率公式。本文采用黄河中、下游２５０余组实测推移质输沙率资料对Ｅｉｎｓｔｅｉｎ及改进后的推移公式进行了验证计算，提出了与黄河实测资料符合程度较好的推移质输沙率公式。

减速流条件下卵砾石输移规律初步研究

实测资料显示,长江三峡水库变动回水区末端段床沙质以卵砾石夹沙为主,消落期出现的碍航特性主要由卵砾石推移质运动造成,对三峡库尾段航运造成很大影响,有必要对库尾水流条件下的卵石输移规律进行研究。库尾水流通常是非均匀减速流,目前对非均匀流的研究多把局部近似为均匀流。通过库尾非均匀流减速流的卵砾石输移水槽试验,观测减速流卵砾石运动输移过程,并确定非均匀系数对卵砾石输沙强度的影响,再与已有推移质公式对比,根据已有相近的输沙强度公式结构形式,结合水槽试验结果,拟合得出含有非均匀系数的适合于减速流态下的卵砾石输移的输沙强度公式,并通过计算值与实测值的对比验证公式的合理性。

挟沙水流能量平衡问题的研究综述

从能量平衡的观点来研究泥沙的运动规律,是泥沙运动力学中的一个重要研究方向。本文总结了有关学者提出的挟沙水流的能量平衡方程,指出这些方程还存在一些缺陷。从而从这些有缺陷的能量平衡方程所得到的一些泥沙运动理论,如输沙强度、动床阻力等,就难免在理论上存在一定的不足。因而目前应加强挟沙水流的能量平衡方程的研究,才能促进泥沙运动理论的进一步发展。

论泥沙运动理论的流派及相互关系

泥沙运动理论种类繁多 ,众说纷纭 ,这给泥沙工作者带来了诸多不便。按各学者研究泥沙运动所引起的水流强度指标 ,对泥沙运动理论的流派地行了划分 ,分为力学派、运动学派和能量学派。在理论上 ,各学派均可表示成统一的形式 ,根本区别在于各学派对于阻力系数对泥沙运动影响上认识不一致。在运用上 ,除个别问题外 ,对各学派的优劣存在较大分歧 ,特别在预测输沙强度方面 ,虽说能量学派占有一定的优势 。

冲积河流水流泥沙运动规律研究

本文对水流泥沙运动的规律进行了系统的总结与讨论,初步得到了一些认识,其研究的内容及结论有:探讨了关于水流泥沙运动相关的几个基本问题,如何根据床沙质与冲泻质的定义建立两者临界粒径划分的方法;探讨了泥沙输移强度的计算问题,通过与现有水流强度指标与输沙强度的关系建立对比后,建立了泥沙输移强度计算公式,从而得出冲积河流水流泥沙的运动规律。