长江上游卵石起动规律研究

摘要

泥沙起动是河流动力学及河床演变学中的基础性问题，国内外许多学者对此进行了研究。到目前为止，所提出的无粘性颗粒的起动公式已有100个左右，但能反映天然河流的卵石起动，特别是非均匀卵石起动的公式鲜见。所以开展对非均匀卵石起动规律的研究，具有重要的理论意义和工程适用价值。
　　 本文分析了泥沙起动公式的三种表达形式。通过对床面泥沙颗粒的受力分析，采用对数流速分布分析得到起动拖曳力公式；采用指数流速分布得到起动流速公式；从功率角度出发得到起动功率公式，得知水流功率与粒径的3/2次方成正比。天然河流大多属于非均匀流，但起动拖曳力公式和起动流速公式都是在均匀流的基础上建立起来的。因此，本次研究采用起动功率公式分析卵石与非均匀卵石的起动规律。
　　 首先，通过高精度水槽试验，并收集大比降卵石试验资料，对均匀卵石试验数据进行分析，得到卵石起动功率无量纲数为：W*c=VHJ/√gD3=0.16。
　　 其次，通过整理寸滩站和朱沱站的大量非均匀卵石起动数据，考虑床面的粗化，在床面最大粒径基本相同的情况下，河床组成越粗，所需起动功率也越大。因此，在均匀卵石起动功率公式中引入反映粗化程度的参数Db50/Dbmax，得出非均匀卵石起动功率公式。
　　 最后，结合均匀与非均匀卵石起动数据，得出反映非均匀流、非均匀卵石特性的起动功率无量纲数为：W*c=0.16×(Db50/Dbmax)1.05。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1概述

1.2论文研究的背景

1.3泥沙起动研究现状

1.3.1均匀沙起动研究现状

1.3.2非均匀沙起动研究现状

1.3.3卵石起动研究现状

1.3.4床面粗化研究

1.3.5沙卵石河床冲刷粗化研究

1.4研究内容及技术路线

1.4.1资料收集

1.4.2分析方法

1.4.3技术路线

第二章卵石起动理论分析

2.1概述

2.2泥沙起动机理与判别标准

2.2.1泥沙起动机理

2.2.2细颗粒泥沙起动标准

2.2.3卵砾石泥沙起动标准

2.2.4起动标准的比较

2.3起动公式理论分析

2.3.1无黏性均匀沙起动拖曳力

2.3.2均匀沙起动流速公式

2.3.3均匀沙起动功率公式

2.3.4非均匀沙起动公式比较

2.3.5小结

第三章均匀卵石起动研究

3.1杨胜发论文水槽试验数据

3.2 28M高精度水槽试验

3.2.1实验布置

3.2.2试验条件

3.2.3实验布置及控制

3.3各起动公式类型参数验证

3.3.1临界无量纲拖曳力参数验证

3.3.2临界起动流速公式参数验证

3.3.3临界起动功率分析

3.4小结

第四章寸滩站卵石起动分析

4.1资料整理分析

4.1.1寸滩站各水力参数的相互关系

4.1.2床沙级配变化

4.1.3卵石推移量年际之间变化

4.1.4推移质粒径变化

4.2公式中参数计算

4.2.1最大粒径处垂线平均流速计算

4.2.2比降J计算

4.3起动对水力参数的选择

4.4验证起动公式

4.5引入荫暴系数的起动公式

第五章朱沱站卵石起动分析

5.1资料分析

5.1.1朱沱站各水力参数的相互关系

5.1.2卵石推移量年际之间变化

5.1.3推移质粒径变化

5.2公式中参数计算

5.2.1最大粒径垂线平均流速计算

5.2.2比降计算

5.3起动对水力参数的选取

5.4起动公式分析

5.4.1荫暴参数选择

5.4.2加入荫暴系数的起动公式分析

第六章卵石起动成果分析

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果