水流挟沙力

摘要： 水流挟沙能力与含沙量的相对大小是判断河床冲淤的主要指标。本文基于长江上游主要干支流控制性水文站2010—2020年实测水沙资料,采用张瑞瑾水流挟沙力公式,分别计算了各站的水流挟沙力,在此基础上分析了水流挟沙力与含沙量比值(S^(*)/S)的变化规律。结果表明:除部分位于库区水文站小流量时S*/S小于1外,其余S^(*)/S均大于1,表明长江上游河道总体呈不饱和输沙状态;除金沙江向家坝站外,其余各站S^(*)/S随流量均呈先增加后减少的趋势,存在一个极大值点;2013年以后长江干流朱沱站和寸滩站同一流量条件下S^(*)/S较2013年前偏大,而沱江富顺站和涪江小河坝站2013年以后同一流量条件下S^(*)/S较2013年前偏小。研究成果对认识山区河流输沙特性、提升河道冲淤演变的预测能力等具有一定的参考价值。

摘要： 水流挟沙力公式及其参数选取的合理性,直接影响到悬沙输移及河床冲淤变形的计算精度.在少沙河流,张瑞瑾水流挟沙力公式被广泛应用,但其系数和指数在不同研究中取值差异较大.本研究首先选取长江中游相对冲淤平衡状态下的水流含沙量资料共计573组,将其近似等于水流挟沙力;然后点绘水流挟沙力和水沙综合参数的关系,从而确定参数k和m的计算关系;最后将完善后的水流挟沙力公式嵌入到一维水沙动力学模型中,模拟了长江中游荆江段2016年的水沙输移过程.计算结果表明:当挟沙力公式中参数采用计算式确定时,各水文站计算和实测含沙量平均相对误差在26％～36％之间;而这些参数取为常数时,含沙量平均相对误差范围为39～49％.因此当采用计算式确定张瑞瑾挟沙力公式中的参数时,相较于取值为常数,水沙输移过程的计算精度更高.故该方法解决了以往在低含沙量条件下不易确定挟沙力公式中关键参数的难题,提高了水沙数学模型的计算精度.

摘要： 为验证考虑沙波阻力后能否有效提高水流挟沙力公式的计算精度,本文归纳了常用的床面总阻力系数的计算方法,提出了更为简洁的总阻力系数公式,并将该公式应用于一般形式的水流挟沙力公式,采用近岸实测数据进行验证分析.

摘要： 水流挟沙力是土壤侵蚀过程模型的重要参数.利用黑龙江省嫩江县的黑土(中值粒径d黑土为0.01 mm)作为有黏性沙的代表进行了坡面流挟沙力试验,将有黏性沙水流挟沙力与前期完成的没有粒径分级的的无黏性沙(该试验用沙从北京市永定河获取,中值粒径为0.28 mm)水流挟沙力进行比较,并利用前期完成的粒径分级的无黏性沙关于中值粒径的方程式进行验证.试验共设计了5个坡度(3°、6°、9°、12°和15°)和6个流量(0.25、0.50、0.75、1.00、1.50和2.00×10-3 m3/s),共30组试验,在长5.0m,宽0.4m的水槽上进行.研究结果表明:1)有黏性沙和无黏性沙坡面流挟沙力均随着流速、水流剪切力和水流功率的增加而增加;2)在相同水动力条件下有黏性沙的水流挟沙力大于无黏性沙的水流挟沙力;3)有黏性沙的水流挟沙力与流速、水流剪切力和水流功率的关系可以用幂函数较好地表达,用流速模拟有黏性沙的水流挟沙力效果最好,用水流剪切力和水流功率模拟无黏性沙的水流挟沙力效果最好;4)有黏性和无黏性沙的坡面流挟沙力存在差异,用无黏性沙作为试验材料得到的关于中值粒径的水流挟沙力方程式不适用于有黏性沙的水流挟沙力计算.本研究为坡面土壤侵蚀过程的深入理解和模拟提供了基础知识.

摘要： 在航道整治建筑物中,丁坝以不同的坝体结构或者布置形式被广泛利用到需要不同程度治理的航道中.对于山区河流应经济发展和河流稳定性的要求,与单丁坝相比较,上下双丁坝的布置形式能够更好地发挥它的优势,有更好的整治效果.但是双丁坝的回流呈现的三维紊动特性比单丁坝的紊动特性还要复杂,而且下丁坝的阻拦造成上下双丁坝回流的泥沙淤积情况也更加严重,对河流形态和通航情况造成一定程度上的影响.所以对于山区河流上下双丁坝回流区的水沙特性的研究对于整治山区河流的航道的稳定性和通航条件都有十分重要的意义.本文在调查统计整治建筑物水毁情况的基础上,有针对性地进行了上下双丁坝清水定床试验,对上下双丁坝回流区的水沙特性进行了探索性的分析.

摘要： 为扭转宁蒙河段水沙失衡趋势,合理分配输沙用水,提高河道排洪输沙效率,本文根据黄河流域典型沙质河段实测资料,依照河流动力学原理,通过引入水流挟沙力,建立了不同水沙条件下典型河段冲淤量预估方法.实测资料检验表明,该方法能够简便快速地根据进口断面洪水实测水沙因子,较好地预估下游河段的冲淤量.通过分析不同条件下预估冲淤量可以得出,在经历多年淤积而致主槽严重萎缩的情况下,内蒙古巴彦高勒-头道拐段以1 500 m3/s流量级冲刷河槽效率最高,建议在水库调节初期采用小流量多阶段冲刷的方式,达到重塑河槽的效果.根据不同的进口条件快捷估算河段冲淤量,能够为河流水沙过程调控以及河道整治规划提供技术支撑.

摘要： 利用中国期刊网知识发现KDS系统,以水流“挟沙力”或“挟沙能力”为检索词进行检索,对选中的文献进行互引分析得到挟沙力研究的知识图谱,通过分析所有选中文献,得到了挟沙力研究的四个热点和三个学术研究增长点,通过引文系统绘制文献学术关注趋势图、学术传播速度趋势图和用户关注趋势图,分析了挟沙力研究的学术发展趋势.

摘要： 利用中国期刊网知识发现KDS系统,以水流“挟沙力”或“挟沙能力”为检索词进行检索,对选中的文献进行互引分析得到挟沙力研究的知识图谱,通过分析所有选中文献,得到了挟沙力研究的四个热点和三个学术研究增长点,通过引文系统绘制文献学术关注趋势图、学术传播速度趋势图和用户关注趋势图,分析了挟沙力研究的学术发展趋势.

摘要： 以长江中上游典型侵蚀性土壤紫色土为研究对象,采用变坡限定性细沟土槽,研究不同流量、坡度和沟长情况下,紫色土细沟侵蚀特征,并量化了细沟侵蚀参数。结果表明：细沟侵蚀受水流水力特征、土壤性质和坡面影响,随着水流含沙量的增大,细沟侵蚀速率呈现减小趋势;流量越大,坡度越陡,细沟水流的剥蚀率越大,造成细沟侵蚀速率也越大。在5L/min的小流量下,细沟侵蚀速率受剥蚀率限制与含沙量没有出现线性关系,15,25L/min流量下,细沟侵蚀速率与含沙量呈线性相关。侵蚀速率在细沟开始处最大,随沟长的增大,水流能量消耗于挟带泥沙而迅速减小,相关性分析得到侵蚀速率与沟长呈指数递减,相关系数R2变化于0.45-0.98之间。通过回归分析得到试验条件下,紫色土细沟土壤可蚀性均值为0.005 3s/m,临界剪切力均值为2.92Pa。研究结果对于坡面土壤侵蚀物理模型的建立和推广应用提供数据支撑,为紫色土坡面侵蚀研究提供借鉴。

摘要： 水流挟沙能力是河流动力学的基本问题，是河床演变分析和河道整治工程设计的重要基础，是预测河道演变的重要物理变量。在研究解决工程泥沙问题时，水流的挟沙能力规律是非常关键的问题。因此水流挟沙能力一直是工程界和学术界研究的核心理论问题，受到人们的普遍关注。本文对古今中外水流挟沙力的研究进行了综述。

摘要： 水流挟沙力是一定水流条件下能够挟带泥沙的数量,它反映了运动水体所能挟带泥沙的最大能力。在分析瓯江河口潮流泥沙特性的基础上,运用最小二乘法原理,拟合出适合瓯江河口的水流挟沙能力公式。通过对瓯江河口涨潮和落潮、大潮、中潮和小潮、口内和口外不同情况下的拟合分析,同时考虑到泥沙粒径等因素的影响,得出不同情况下相应的挟沙能力公式。对所拟合出的公式进行分析和比较,找出影响瓯江河口挟沙能力的主要因素,得出更合理的挟沙能力公式,使公式能更客观地反映瓯江河口水流挟带泥沙的实际能力。

摘要： 对基于制紊假说概念下的杨国录分组水流挟沙力公式的合理性进行了分析,利用黄河下游2380组实测资料,对公式中的某些重要参数作了进一步修正,并进行了验证计算,结果表明:该公式综合考虑了各种水力因子对水流挟沙能力的影响,能较好的计算一般含沙量及高含沙水流的挟沙能力,比较符合黄河的实际情况。

摘要： 本文通过黄河下游大量的实测资料分析和对比,建立了适合黄河特点的水流挟沙力公式,由于不同粒径的泥沙对黄河下游河道的冲淤作用不同,因此一般采用挟沙力级配乘以总挟沙力得到泥沙的分组水流挟沙力;从非均匀悬移质输沙不平衡条件入手,借助国内外大量的研究成果和计算方法,并结合多年来黄河实测资料,建立了一套适合于黄河特点的水流挟沙力级配计算公式.认为分组水流挟沙力级配不仅与床沙级配有关外,还与上游来沙有关,它是一定来水来沙和河床边界条件相互作用的结果;利用已建立的黄河泥沙冲淤数学模型对下游1960～1996年的实测资料进行了验证计算,结果表明:黄河下游各河段累计冲淤量计算结果和实测值基本一致。

摘要： 根据泥沙运动理论和水流能量平衡原理,对潮汐河口水流挟沙力公式的一般形式进行了探讨.针对潮汐河口的动力特性,通过推导所得到的公式中包含了潮差这一潮汐河口特有的水力因素,比较并阐明了该公式在理论和应用上的合理性.最后,就潮汐河口水流挟沙力的研究探讨谈了几点想法.

摘要： 水流挟沙力问题是泥沙研究中的一个十分重要的问题.在对河道作冲淤变形计算时,了解某种水流条件下能够挟带的沙量,即水流挟沙力是十分重要的.它是河道的重要特性和河床演变分析的基础.古今中外,不少学者致力于这方面研究,并且提出了不少半理论半经验公式或经验公式.虽然九十年代已根据实测水文站和长江下游河道实测资料建立了适合长江下游河道河床演变分析的水流挟沙力公式的普遍意义,选择黄河和珠江下游河道资料作深入的研究之,拟建立一个适用于国内大江大河下游河道的水流挟沙力经验公式.可供大江大河下游河道河床变形一维计算时参考.

摘要： 南汇东滩水域位于长江口南槽入海口南侧水域,该水域受径流、潮流、波浪等综合影响,水体含沙量较高,泥沙来源丰富,其泥沙来源主要有上游来沙、区域床沙、以及海域来沙,区域水体挟沙力计算比较复杂.本文通过对河口区域常用挟沙力计算公式进行比较分析,依据区域实测水沙资料,拟合区域水体挟沙力计算公式,并采用实测资料进行验证,得出该水域比较合理的挟沙力计算公式.

摘要： 本文在应用经典Preissmann格式离散并线性化求解常见的一维数学模型水流运动方程组，应用相邻时层差分与同时层分析解相结合的方法离散悬沙运动方程和河床变形方程的基础上，结合渭河下游河道条件对河床边界条件及实测断面处理、糙率系数取值计算、流量横向分配、非均匀沙分组与沉速修正、悬移质水流挟沙力、泥沙恢复饱和系数、断面冲淤调整模式、床沙级配调整等水沙运动基本问题进行分析处理，建立了渭河下游一维洪水演进数学模型，针对三种不同断面和人流条件对模型进行了格式验证，对渭河下游多场典型洪水进行了验证和现状河道洪水演算，较好地解决了模型洪水演算的稳定性和成果精度问题;以实时洪水演算和洪水过程预报为目的，提出了洪水作业预报的操作方案。

摘要： 小浪底水库投入运用后。改变了进入下游河道的洪水过程，特别是经过2002年以来的每年黄河调水调沙方式的运用。黄河下游河道的排洪输沙得到加强。但下游河道的泥沙淤积和河床的逐年抬高问题在较长时间内难以得到解决，同时由于高村以上河段控导工程不够完善，河势尚未得到有效控制。针对游荡性河段主流宽浅散乱、河床极不稳定的特点，在花园口至夹河滩河段两岸布置对口丁坝河道整治工程。利用黄河下游水动力学泥沙数学模型，采用黄委设计院提供的小浪底水库15年设计水沙系列，对黄河下游各河段的冲淤、典型断面的平滩流量、平均流速变化进行了预估计算，分析了河道整治工程对整个下游河道及艾山以下窄河段带来的影响。并与现状工程条件下进行了比较，得出如下结论：铁谢至高村河段冲刷效果明显，平滩流量和平均流速加大；高村至利津河段淤积量稍有增加，平滩流量减小幅度不大。

摘要： 小浪底水库投入运用后。改变了进入下游河道的洪水过程，特别是经过2002年以来的每年黄河调水调沙方式的运用。黄河下游河道的排洪输沙得到加强。但下游河道的泥沙淤积和河床的逐年抬高问题在较长时间内难以得到解决，同时由于高村以上河段控导工程不够完善，河势尚未得到有效控制。针对游荡性河段主流宽浅散乱、河床极不稳定的特点，在花园口至夹河滩河段两岸布置对口丁坝河道整治工程。利用黄河下游水动力学泥沙数学模型，采用黄委设计院提供的小浪底水库15年设计水沙系列，对黄河下游各河段的冲淤、典型断面的平滩流量、平均流速变化进行了预估计算，分析了河道整治工程对整个下游河道及艾山以下窄河段带来的影响。并与现状工程条件下进行了比较，得出如下结论：铁谢至高村河段冲刷效果明显，平滩流量和平均流速加大；高村至利津河段淤积量稍有增加，平滩流量减小幅度不大。

摘要： 本发明提供一种基于水流挟沙能力的造床流量计算方法，包括以下步骤：步骤1.选取水库下游冲积平原河流典型河段的滩槽格局分明的断面；步骤2.计算典型断面的挟沙力指标S′*；步骤3.计算典型河段造床流量；步骤4.校核造床流量计算值。本方法贴合水库下游河段实际冲淤过程，通过分析河段自身河道形态特征，从水流塑造河床的基本原理挟沙能力出发，针对不同河段采用与之适应的方法，同时对于计算值可以进行自校核，能更为简单且准确的计算出某时段河段的造床流量，且本方法所需资料较之已有方法更易收集，实用性更强。

摘要： 本发明公开一种闸下水流挟沙模拟方法，设置一装置，包括：蓄水区、闸门、沙槽区和尾水池；所述蓄水区的出口处设置闸门，紧邻出口延续设置沙槽区，沙槽区内放置有粗细不均匀的颗粒物，代表淤积物和防护石料；在沙槽区的下游端连接尾水池；尾水池中含有过滤装置。通过计算一定蓄水量下，一定闸门开度下，一定流速下的水流工况中冲刷的颗粒物所占蓄水区水量的百分比含量，衡量水流的挟沙能力。本发明模拟闸下水流对细颗粒的淤积物和粗颗粒的防护石料的输移机理，可操作性强，具有工程实用价值。

摘要： 本发明提供一种基于水流挟沙能力的造床流量计算方法，包括以下步骤：步骤1.选取水库下游冲积平原河流典型河段的滩槽格局分明的断面；步骤2.计算典型断面的挟沙力指标S′*；步骤3.计算典型河段造床流量；步骤4.校核造床流量计算值。本方法贴合水库下游河段实际冲淤过程，通过分析河段自身河道形态特征，从水流塑造河床的基本原理挟沙能力出发，针对不同河段采用与之适应的方法，同时对于计算值可以进行自校核，能更为简单且准确的计算出某时段河段的造床流量，且本方法所需资料较之已有方法更易收集，实用性更强。

摘要： 高速挟沙水流空蚀破坏试验装置，包括基座，基座上设有水箱，水箱包括内外套设的内筒和外筒，内筒的内腔连通有第一进水支管和第二进水支管，第一进水支管和第二进水支管的出水端共同连通有主管道，主管道上设有用于观察混凝土试件空蚀破坏的空蚀段；空蚀段的底部设有底座，底座上设有多个便于实时采集各测压点压力的测压孔，空蚀段的顶部设有用于放置混凝土试件的安放盒，主管道的出水端分流为第一支管、第二支管和第三支管，第一支管、第二支管和第三支管的出水端均与内筒的内腔连通。本发明易于模拟各种含沙量、粒径以及级配等对挟沙高速水流空蚀破坏的影响，有效控制水流空化数，通过观察混凝土试件的空蚀程度，可以分析空蚀破坏的强度。

摘要： 本发明公开一种闸下水流挟沙模拟方法，设置一装置，包括：蓄水区、闸门、沙槽区和尾水池；所述蓄水区的出口处设置闸门，紧邻出口延续设置沙槽区，沙槽区内放置有粗细不均匀的颗粒物，代表淤积物和防护石料；在沙槽区的下游端连接尾水池；尾水池中含有过滤装置。通过计算一定蓄水量下，一定闸门开度下，一定流速下的水流工况中冲刷的颗粒物所占蓄水区水量的百分比含量，衡量水流的挟沙能力。本发明模拟闸下水流对细颗粒的淤积物和粗颗粒的防护石料的输移机理，可操作性强，具有工程实用价值。

摘要： 本发明提供一种引流渠道挟沙力的计算方法、系统与装置，所述方法包括：基于目标渠道中泥沙的实际粒径尺寸，选取相应的公用沉速计算公式，并基于此计算目标渠道对应的实际泥沙沉速；基于目标渠道的实测含沙量，选取相应的公用挟沙力计算公式，并基于目标渠道多个断面的断面实测含沙量，以及根据公用挟沙力计算公式获取的对应计算挟沙力，获取拟合变换公式；基于公用挟沙力计算公式和拟合变换公式，求解目标渠道对应的挟沙力估算公式，并基于挟沙力估算公式和实际泥沙沉速，计算目标渠道的实际挟沙力。本发明能够有效提高在引流渠道分析中的普遍适用性，从而提前预知渠道的冲淤状态，便于灌区调整输配水计划，保证渠道的正常输水能力。

摘要： 高速挟沙水流空蚀破坏试验装置，包括基座，基座上设有水箱，水箱包括内外套设的内筒和外筒，内筒的内腔连通有第一进水支管和第二进水支管，第一进水支管和第二进水支管的出水端共同连通有主管道，主管道上设有用于观察混凝土试件空蚀破坏的空蚀段；空蚀段的底部设有底座，底座上设有多个便于实时采集各测压点压力的测压孔，空蚀段的顶部设有用于放置混凝土试件的安放盒，主管道的出水端分流为第一支管、第二支管和第三支管，第一支管、第二支管和第三支管的出水端均与内筒的内腔连通。本实用新型易于模拟各种含沙量、粒径以及级配等对挟沙高速水流空蚀破坏的影响，有效控制水流空化数，通过观察混凝土试件的空蚀程度，可以分析空蚀破坏的强度。

摘要： 本实用新型公开一种用于测试闸下水流挟沙能力的实验装置，其包括水体区、闸门、沙槽区和尾水池；在具有一定容水量的水体区的出口处设置闸门，紧邻出口延续设置沙槽区，沙槽区放置有粗细不均匀的颗粒物，代表淤积物和防护石料；在沙槽区的下游端连接尾水池；尾水池中设置有过滤装置，通过计算过滤下来的颗粒物量，计算水流的挟沙能力。本实用新型模拟闸下水流对细颗粒的淤积物和粗颗粒的防护石料的输移机理，该装置结构简单，操作方便，能够准确截取并计算水流的挟沙量，可操作性强，具有工程实用价值。

摘要： 本发明公开了一种基于挟沙力变化的河漫滩平均高程确定方法，该方法采用公式计算得到复式断面不同水位条件下横向断面的流速分布，根据悬移质水流挟沙力公式计算得到水位挟沙力关系曲线。为了判别挟沙力随水位的变化速率，本发明进一步建立了挟沙力曲线斜率与水位的关系，捕捉该关系曲线上的斜率最小极值点，该极值点对应的高程即为河漫滩的代表高程。本发明方法不需要人为判别滩槽分界点就可以确定河漫滩高程，克服了传统方法需要事先人为判别滩槽分界点的不足。

摘要： 本发明公开了一种基于挟沙力变化的河漫滩平均高程确定方法，该方法采用公式计算得到复式断面不同水位条件下横向断面的流速分布，根据悬移质水流挟沙力公式计算得到水位挟沙力关系曲线。为了判别挟沙力随水位的变化速率，本发明进一步建立了挟沙力曲线斜率与水位的关系，捕捉该关系曲线上的斜率最小极值点，该极值点对应的高程即为河漫滩的代表高程。本发明方法不需要人为判别滩槽分界点就可以确定河漫滩高程，克服了传统方法需要事先人为判别滩槽分界点的不足。