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Equilibrium bed—concentration of nonuniform sediment 被引量:5
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作者 孙志林 孙志锋 DONAHUEJohn 《Journal of Zhejiang University Science》 EI CSCD 2003年第2期186-194,共9页
Knowledge of the equilibrium bed-concentration is vital to mathematic a l modeling of the river-bed deformation associated with suspended load but prev i ous investigations only dealt with the reference concentration ... Knowledge of the equilibrium bed-concentration is vital to mathematic a l modeling of the river-bed deformation associated with suspended load but prev i ous investigations only dealt with the reference concentration of uniform sedime nt because of difficulties in observation of the bed-concentration. This work i s a first attempt to develop a theoretical formula for the equilibrium bed-conce n tration of any fraction of nonuniform sediment defined at the bed-surface. The f ormula is based on a stochastic-mechanistic model for the exchange of nonunifor m sediment near the bed, and described as a function of incipient motion probabil ity, non-ceasing probability, pick-up probability, and the ratio of the averag e single-step continuous motion time to static time. Comparison of bed-concentra ti on calculated from the proposed formula with the measured data showed satisfacto ry agreement, indicating the present formula can be used for solving the differe ntial equation governing the motion of suspended load. 展开更多
关键词 Equilibrium bed concentration Suspended load Stoc hastic-mechanistic model nonuniform sediment.
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STUDY ON THE ANGLE OF REPOSE OF NONUNIFORM SEDIMENT 被引量:12
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作者 YANG Feng-guang LIU Xing-nian YANG Ke-jun CAO Shu-you 《Journal of Hydrodynamics》 SCIE EI CSCD 2009年第5期685-691,共7页
A conception of exposure degree is used in this article to account for the hiding and exposure mechanism of nonuniform sediment transport. The force arms of particles on the bed slope are assumed to be a function of t... A conception of exposure degree is used in this article to account for the hiding and exposure mechanism of nonuniform sediment transport. The force arms of particles on the bed slope are assumed to be a function of the exposure degree, which is stochastically related to the size and gradation of bed materials. Based on this conception, the formula for the angle of repose of nonuniform sediment is developed. The angle of repose of nonuniform sediment is experimentally investigated in rotation drum at the rolling motion of sediment particles. The nonuniform sediment is gotten from the mixture of two kinds of uniform sediment with different weight ratios and two experimental plans that one for changing the weight ratio of two kinds of uniform sediment from 1:9 to 9:1 and the other changing the uniform sediment size and weight ratio are used. The effect of the rotation speed and the filling degree on the angle of repose is investigated, too. Finally, the formula has been tested against a wide range of laboratory data, the prediction by the newly proposed formulas is very good. 展开更多
关键词 the angle of repose nonuniform sediment rotation drum exposure degree
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瓯江汛期和非汛期水沙通量变化规律
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作者 张婉莹 陆莎莎 +1 位作者 夏小明 刘金贵 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期61-70,共10页
瓯江为典型的山溪性河流,其水沙通量具有洪枯季差异悬殊的特征。该文基于瓯江干流控制水文站71年(1950—2020年)月均径流量和43年(1956—1998年)月均输沙量观测资料,采用年内分配不均匀系数、Mann-Kendall非参数统计检验、双累积曲线等... 瓯江为典型的山溪性河流,其水沙通量具有洪枯季差异悬殊的特征。该文基于瓯江干流控制水文站71年(1950—2020年)月均径流量和43年(1956—1998年)月均输沙量观测资料,采用年内分配不均匀系数、Mann-Kendall非参数统计检验、双累积曲线等方法,分析了瓯江汛期(梅汛期4—6月和台汛期7—9月)和非汛期(10月—次年3月)水沙通量的变化规律及其原因。结果表明:1)径流量和输沙量的峰谷期一致,峰值出现在6月,谷值出现在12月,其中,梅汛期是瓯江的主汛期。2)1950—2020年瓯江径流量在梅汛期呈显著减少的趋势,在非汛期呈显著增加的趋势,在台汛期变化趋势不显著,径流量的年际变化主要受降水影响;径流量的年内分配趋于均匀化,受水库调蓄影响较大。3)1956—1998年瓯江输沙量在梅汛期呈显著减少的趋势,在台汛期和非汛期变化趋势不显著,其中梅汛期输沙量的减少与水库拦截有关;输沙量的年内分配不均匀性变化不大,可能与降水量的不均匀性变化有关。4)台汛期、非汛期的输沙量-径流量关系分别在1975年、1959年各发生了一次明显突变,均与流域内的强降水有关。 展开更多
关键词 瓯江 汛期 非汛期 水沙通量 不均匀性 M-K趋势
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非均匀沙分级起动规律研究 被引量:42
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作者 孙志林 谢鉴衡 +1 位作者 段文忠 谢葆玲 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第10期25-32,共8页
本文对非均匀沙起动机理作了分析,提出适合非均匀沙分级起动的判别标准.运用概率论与力学结合的方法,对起动颗粒的作用力臂进行随机分析,导出考虑非均匀沙隐暴效应的起动概率表达式,藉此建立非均匀沙第k粒级的起动公式.在水槽中... 本文对非均匀沙起动机理作了分析,提出适合非均匀沙分级起动的判别标准.运用概率论与力学结合的方法,对起动颗粒的作用力臂进行随机分析,导出考虑非均匀沙隐暴效应的起动概率表达式,藉此建立非均匀沙第k粒级的起动公式.在水槽中对天然沙加颜色沙进行分级起动试验,据以确定隐暴系数,从而获得与均匀沙兼容的起动切应力和起动流速公式. 展开更多
关键词 非均匀沙 分级起动 泥沙运动 起动
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黏性非均匀沙的起动概率 被引量:10
5
作者 孙志林 黄赛花 +2 位作者 祝丽丽 吴珂 夏珊珊 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期18-22,共5页
基于概率论与力学结合的方法,探讨了黏性非均匀沙的起动问题.将促使颗粒运动的外力矩大于颗粒保持静止的外力矩视为泥沙起动的临界力学条件,通过作用力臂的统计处理以反映颗粒在床面排列的随机性,并基于瞬时底流速的概率分布和试验资料... 基于概率论与力学结合的方法,探讨了黏性非均匀沙的起动问题.将促使颗粒运动的外力矩大于颗粒保持静止的外力矩视为泥沙起动的临界力学条件,通过作用力臂的统计处理以反映颗粒在床面排列的随机性,并基于瞬时底流速的概率分布和试验资料建立起适合黏性非均匀沙的起动概率公式.其中作用力包括推移力、上举力、水下重力和黏性力,而黏性力表达式则根据因次分析和交叉石英丝试验得到,涉及到泥沙非均匀性、干密度和水压力等影响因子.摩阻流速的计算值与试验值的比较表明,起动概率和相应临界摩阻流速公式合理地刻画了非均匀沙起动的随机力学特性,考虑因素较为全面,对无黏性和黏性的非均匀沙均适用,可供潮汐河口非均匀沙冲刷预测时使用. 展开更多
关键词 非均匀沙 黏性力 起动概率 随机力学
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黏性非均匀沙的冲刷 被引量:13
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作者 孙志林 张翀超 +1 位作者 黄赛花 梁旭 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2011年第3期44-48,共5页
黏性非均匀沙起动和冲刷研究对于河口海岸工程的设计和安全具有重要的意义。在作者从概率论和力学角度所提出的黏性非均匀沙起动摩阻流速公式的基础上,建立起黏性非均匀沙的起动流速和冲刷率公式。在钱塘江河口河床获取2个钻孔共28个岩... 黏性非均匀沙起动和冲刷研究对于河口海岸工程的设计和安全具有重要的意义。在作者从概率论和力学角度所提出的黏性非均匀沙起动摩阻流速公式的基础上,建立起黏性非均匀沙的起动流速和冲刷率公式。在钱塘江河口河床获取2个钻孔共28个岩芯,进行起动和冲刷水槽试验。起动流速公式计算值与沙样起动试验数据符合良好,表明该公式能较好反应黏性非均匀沙的起动现象。进而根据冲刷试验资料确定了冲刷率公式的指数和冲刷常数,发现未充分固结的淤泥冲刷率与相对剩余切应力的二次方成正比,而固结已久的淤泥冲刷率与相对剩余切应力呈线性关系,冲刷常数分别为(2~3.5)×10-5 m/s和(1~2)×10-6 m/s,两者差一个数量级。 展开更多
关键词 黏性非均匀沙 水槽试验 冲刷率 起动
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非均匀沙床面阻力特性的实验研究 被引量:8
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作者 周国栋 刘琼轶 +2 位作者 王桂仙 惠遇甲 庞东明 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 1999年第3期40-47,共8页
天然情况下,河流泥沙组成多为非均匀沙。河流床沙及其粒径组成的非均匀性是影响水流阻力的主要因素之一,研究床沙组成的非均匀性对水流阻力的影响,具有重要的理论和实际意义。本文在大量实验和实测资料的基础上,首次系统考虑床沙级... 天然情况下,河流泥沙组成多为非均匀沙。河流床沙及其粒径组成的非均匀性是影响水流阻力的主要因素之一,研究床沙组成的非均匀性对水流阻力的影响,具有重要的理论和实际意义。本文在大量实验和实测资料的基础上,首次系统考虑床沙级配及其组成的非均匀性对水流阻力的影响,认识了床沙组成非均匀性对水流阻力的影响关系,初步得出非均匀性对水流阻力影响的规律,丰富了人们对床面泥沙组成非均匀性的认识,为进一步深入研究奠定了基础。 展开更多
关键词 非均匀沙 级配 非均匀性 阻力特性 河流泥沙
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非均匀沙推移质输沙率及其级配计算 被引量:26
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作者 陆永军 张华庆 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 1991年第4期96-106,共11页
本文根据水流功率理论,导出了非均匀沙推移质输沙率公式,并考虑了床沙运动的随机性及床面粗化对输沙率的影响;提出了推移质级配计算的公式。由非均匀推移质输沙率及其级配计算公式的计算值与作者、Samaga、Gilbert试验值及长江新厂(二)... 本文根据水流功率理论,导出了非均匀沙推移质输沙率公式,并考虑了床沙运动的随机性及床面粗化对输沙率的影响;提出了推移质级配计算的公式。由非均匀推移质输沙率及其级配计算公式的计算值与作者、Samaga、Gilbert试验值及长江新厂(二)站、美国东汊河实测值吻合较好,并且能够用于均匀沙的推移质输沙率计算,具有广泛的通用性。 展开更多
关键词 非均匀沙 推移质 级配 输沙率
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粗化层试验与预报 被引量:19
9
作者 孙志林 孙志锋 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期40-48,共9页
从试验和理论角度对床面冲刷形成粗化层问题作了研究。基于冲刷粗化试验资料并结合非均匀沙分级起动公式确定了粗化层形成和完全破坏的临界水力条件。文中建立了以非均匀沙分级起动概率为核心可同时预报粗化层级配和冲刷深度的冲刷粗化... 从试验和理论角度对床面冲刷形成粗化层问题作了研究。基于冲刷粗化试验资料并结合非均匀沙分级起动公式确定了粗化层形成和完全破坏的临界水力条件。文中建立了以非均匀沙分级起动概率为核心可同时预报粗化层级配和冲刷深度的冲刷粗化多步随机模式 ,预报结果与粗化试验资料颇为一致。 展开更多
关键词 粗化层 预报 多步随机模式 冲刷深度 试验
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粗化过程中的推移质输沙率 被引量:13
10
作者 孙志林 孙志锋 《浙江大学学报(理学版)》 CAS CSCD 2000年第4期449-453,共5页
将床面可动沙颗粒数视为一种随机过程 ,首次从理论上建立起冲刷粗化过程中输沙率变化的微分方程 ,据以解出输沙率随时间呈指数衰减规律变化的理论公式 .与部分实验资料的比较表明 ,公式在一定程度上与实际一致 .
关键词 非均匀沙 推移质输沙率 粗化过程 随机过程 河流
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河湾坡岸非均匀沙起动流速公式探讨 被引量:7
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作者 钟亮 许光祥 童思陈 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2009年第4期58-62,共5页
针对河湾水流的特性,考虑了相对暴露度引起的附加质量力的影响,引入了等效粒径的概念,采用滑动平衡模式建立了河湾坡岸无黏性非均匀沙起动流速公式,通过试验资料对公式的合理性进行了验证,结果较为理想。
关键词 河湾坡岸 非均匀沙 暴露度 等效粒径 起动流速
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颗粒跳跃的计算机图像预处理方法 被引量:5
12
作者 孙志锋 孙志林 魏磊 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期276-280,共5页
在非均匀沙床面上进行颗粒跳跃跟踪电视摄像试验得到一系列序列图像 ,可据以确定不同水流条件下颗粒跳跃的轨迹及速度 ,后者在输沙力学中具有重要意义 .为获得有关颗粒跳跃的高精度数据 ,作者对摄像试验图像作了计算机图像处理和识别 .... 在非均匀沙床面上进行颗粒跳跃跟踪电视摄像试验得到一系列序列图像 ,可据以确定不同水流条件下颗粒跳跃的轨迹及速度 ,后者在输沙力学中具有重要意义 .为获得有关颗粒跳跃的高精度数据 ,作者对摄像试验图像作了计算机图像处理和识别 .首先将真彩色图像转化为灰度级图像 ,并对有用部分进行预截取 .然后对这些图像采用半邻域法滤波和十字形中值滤波等平滑滤波方法进行处理 ,取得了较好的结果 .这些图像的预处理工作为今后对图像作诸如阈值分割。 展开更多
关键词 图像处理和识别 颗粒跳跃 电视摄像 非均匀沙
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河口冲淤对围垦的响应 被引量:5
13
作者 郭聪 孙志林 +1 位作者 郑浩磊 潘桂娥 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1791-1797,共7页
为了研究椒江河口地形对毗邻海域连续多段大面积滩涂围垦(即集群围垦)的响应,利用二维潮流非均匀沙数学模型,预测椒江河口现状岸线下及规划围垦工程后的床面冲淤.结果显示:现状岸线下未来河口河道大部分区域发生冲刷,口外拦门沙有少量淤... 为了研究椒江河口地形对毗邻海域连续多段大面积滩涂围垦(即集群围垦)的响应,利用二维潮流非均匀沙数学模型,预测椒江河口现状岸线下及规划围垦工程后的床面冲淤.结果显示:现状岸线下未来河口河道大部分区域发生冲刷,口外拦门沙有少量淤积;规划围垦工程后河口河道及口外拦门沙淤积,河口延伸段冲刷;与各围垦工程单独作用的叠加效果相比,集群围垦联合作用下的冲淤幅度更大,即存在非线性效应,应在围垦规划时予以重视;河口水动力随毗邻海域围垦面积的增大而减弱,水流挟沙能力随之下降,因而河口河道及口外拦门沙的淤积厚度随围垦面积的增大而增大. 展开更多
关键词 床面冲淤 响应 集群围垦 非均匀沙 非线性效应 椒江河口
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非均匀非平衡输沙数学模型在长江南京以下深水航道整治一期工程中的运用 被引量:4
14
作者 闻云呈 夏云峰 +2 位作者 王晓俊 徐华 张世钊 《水运工程》 北大核心 2013年第5期1-10,共10页
通州沙、白茆沙是长江南京以下12.5 m深水航道上延南京首先碰到的两个重点碍航浅滩,工程河段受径流和潮汐的共同作用,水沙动力复杂,河床冲淤多变。建立三沙河段非均匀非平衡输沙二维潮流泥沙数学模型,在挟沙力公式、底沙与悬沙交换模式... 通州沙、白茆沙是长江南京以下12.5 m深水航道上延南京首先碰到的两个重点碍航浅滩,工程河段受径流和潮汐的共同作用,水沙动力复杂,河床冲淤多变。建立三沙河段非均匀非平衡输沙二维潮流泥沙数学模型,在挟沙力公式、底沙与悬沙交换模式等研究的基础上,利用实测水沙及地形资料对模型进行率定和验证。在此基础上,利用该模型对长江南京以下12.5 m深水航道整治一期工程方案进行研究,分析整治工程的效果及影响,为工程设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 非平衡 非均匀 潮流泥沙 数学模型
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床沙代表粒径与输移泥沙中值粒径的关系 被引量:5
15
作者 吴保生 马吉星 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2002年第2期6-14,共9页
本文分析了输移泥沙床沙质中值粒径D50t的变化规律和计算方法 ,指出由于水流的分选作用 ,输移泥沙的中径D50t一般较床沙中值粒径D50 为细 ,且相对中值粒径D50t D50 随床沙标准方差σg 的增大而减小。还分析了床沙非均匀性对输沙能力的影... 本文分析了输移泥沙床沙质中值粒径D50t的变化规律和计算方法 ,指出由于水流的分选作用 ,输移泥沙的中径D50t一般较床沙中值粒径D50 为细 ,且相对中值粒径D50t D50 随床沙标准方差σg 的增大而减小。还分析了床沙非均匀性对输沙能力的影响 ,结果在相同的D50 条件下 ,输沙能力随σg 的增大而增大。此外 ,对采用D50t作为床沙代表粒径的输沙能力计算进行了探讨 ,结果可以大大提高输沙能力的计算精度。研究表明 ,用于非均匀沙输沙能力计算的床沙代表粒径 ,不应是一个固定不变的粒径 ,床沙代表粒径及相应的沙重百分数应随σg 的增大而减小 ,Einstein等建议的D35仅在σg 值为 1.5左右才适用。 展开更多
关键词 非均匀沙 输沙能力 挟沙力 床沙粒径 输移泥沙粒径
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枢纽下游河床清水冲刷粗化研究综述 被引量:4
16
作者 程小兵 李一兵 《水道港口》 2008年第2期106-112,共7页
天然河流修建水库后,下游河道发生的最大变化就是河床冲刷粗化。河床冲刷与粗化的研究在水利、水运、水电工程中有着重大的实际意义,是解决山区及丘陵区水利工程面临的河床冲刷粗化所引起的河床演变的关键问题之一。国内外众多学者专家... 天然河流修建水库后,下游河道发生的最大变化就是河床冲刷粗化。河床冲刷与粗化的研究在水利、水运、水电工程中有着重大的实际意义,是解决山区及丘陵区水利工程面临的河床冲刷粗化所引起的河床演变的关键问题之一。国内外众多学者专家都对冲刷粗化问题进行过研究,文章意在总结已有枢纽下游河床冲刷粗化的研究成果,包括冲刷与粗化机理、冲刷粗化起动流速计算、粗化输沙率计算、粗化层级配计算、极限冲刷深度计算及冲刷后水位降落计算等。并对现有研究成果进行了简要的述评,为后续对这一问题进行深入研究作出必要的准备。 展开更多
关键词 坝下 非均匀沙 清水冲刷 粗化 综述
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非均匀沙起动机理及起动流速 被引量:13
17
作者 韩其为 何明民 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 1996年第3期12-17,共6页
首先指出所谓宽级配泥沙,包括卵石等的起动流速必须按非均匀沙来研究。进而阐述了非均匀沙推移质低输沙率规律,导出了其理论表达式,并进行了数值计算。根据这个低输沙率关系,只需要选定起动标准就能确定起动流速。接着引进了非均匀... 首先指出所谓宽级配泥沙,包括卵石等的起动流速必须按非均匀沙来研究。进而阐述了非均匀沙推移质低输沙率规律,导出了其理论表达式,并进行了数值计算。根据这个低输沙率关系,只需要选定起动标准就能确定起动流速。接着引进了非均匀床沙综合起动流速概念,给出了综合起动流速公式,并以实例说明其合理性。 展开更多
关键词 泥沙 不均匀性 起动流速 输沙率 数值计算
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平衡输沙条件下非均匀推移质运动特性 被引量:3
18
作者 陈有华 白玉川 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期657-669,共13页
考虑床沙特性以及颗粒暴露度对非均匀沙运动的影响,根据滚动平衡关系,提出了非均匀沙起动流速公式,利用实测资料分析了附加阻力系数的特点,并得到其数学表达式.通过对非均匀泥沙颗粒运动方程的分析,导出了非均匀沙临界起动希尔兹参数的... 考虑床沙特性以及颗粒暴露度对非均匀沙运动的影响,根据滚动平衡关系,提出了非均匀沙起动流速公式,利用实测资料分析了附加阻力系数的特点,并得到其数学表达式.通过对非均匀泥沙颗粒运动方程的分析,导出了非均匀沙临界起动希尔兹参数的数学表达式,从而从理论上解释了非均匀沙颗粒与均匀沙起动的不同之处(粗颗粒较同等粒径均匀沙容易起动,细颗粒则与之相反).分析了非均匀沙颗粒随水流运动的特点,指出非均匀沙颗粒运动与其所处的床面条件具有直接的关系,床面条件不同,运动也将呈现不同的特点.最后建立了平衡输沙条件下非均匀推移质分组输沙率公式,公式的计算值与实测资料吻合较好,并且能够用来计算均匀沙推移质输沙率,具有广泛的通用性. 展开更多
关键词 非均匀沙 推移质 附加阻力 起动 输沙率
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Bed Load Transport Rates during Scouring and Armoring Processes 被引量:6
19
作者 YANG Fengguang LIU Xingnian CAO Shuyou HUANG Er 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2010年第3期215-225,共11页
Dambreak-induced bed scouring may undermine the foundation of bridge piers and other structures,and that destruction can pose a serious threat.Consequently,this paper aims at exploring the mechanisms of scouring and a... Dambreak-induced bed scouring may undermine the foundation of bridge piers and other structures,and that destruction can pose a serious threat.Consequently,this paper aims at exploring the mechanisms of scouring and armoring.Firstly,the incipient velocity for nonuniform sediment particles was studied,and a formula was derived based on the angle of repose of nonuniform sediment.The results showed that the mechanism of incipient motion for sand and fine gravel differed from that for coarse gravel and cobbles.Also,comparison between experimental and field data shows that the results from the proposed formula agree well with those observed for all conditions.Secondly,a birth-death,immigration-emigration Markov process was developed to describe the bed load transport rate associated with scouring and armoring.The comparison between experimental data and computed results shows that our model can predict the bed load transport rate,although there may be some limitations,the chief of which is that there are many variables in the model to be determined through experiment.This makes its application in river engineering inconvenient. 展开更多
关键词 nonuniform sediment angle of repose bed scour armoring incipient velocity bed loadtransport
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二维悬移质泥沙数学模型 第一部分——模型理论与验证(英文) 被引量:10
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作者 周建军 林秉南 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 1995年第1期78-98,共21页
本文介绍平面二维泥沙数学模型的建模理论和模型的验证情况。本模型基于不平衡输沙理论,可应用于平原河道和山区型河道,模型对许多重要的因子及系数作了详细的分析讨论,并利用大量的试验水槽,天然河道及实体模型试验资料对这些参数及模... 本文介绍平面二维泥沙数学模型的建模理论和模型的验证情况。本模型基于不平衡输沙理论,可应用于平原河道和山区型河道,模型对许多重要的因子及系数作了详细的分析讨论,并利用大量的试验水槽,天然河道及实体模型试验资料对这些参数及模型进行了详细的验证, 展开更多
关键词 维数模型 不平衡输沙 悬移质 不均匀泥沙
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