卵石推移质测验技术研究会议在成都召开

泥沙测验研究工作组委托四川省水文总站组织的卵石推移质测验技术研究会议于1987年8月2～6日在成都召开。会议审定了近期试验研究专题大纲。这些专题是:1.卵石推移质采样器取样效率研究;2.不同类型卵石推移质采样器性能和适用范围研究;3.卵石推移质输沙率测验和整编方法研究;4.野外推移质     

NBS-84型临底悬沙采样器水槽率定和现场测试

一、前言通过泥沙原型观测为水利水电工程开发取得第一手泥沙基本资料,目前仍然是一种不可代替的重要途径。由于采样器构造上和技术上的限制,悬移质和推移质只能分别用不同的采样器观测.对临底悬移质的测验,由于情况复     

在缆道高悬点、无拉偏条件下开展推移质测验的试验研究

在乌江武隆站高悬点、无拉偏缆道上，从采样器在床面及出入水的稳定性、是否拖刮河床，以及偏离断面等方面对推移质测验的可靠性进行了试验；在此基础上，进一步测试了推移质断面输沙率。试验结果表明，在缆道高悬点、无拉偏条件下，AYT型采样器在中、低水位测验时效果较好，但高洪水位时可靠性难以保证。该成果对指导山区性河道推移质测验有重要意义。     

2012年洪水对黄河内蒙古段冲淤影响

2012年洪水是内蒙古河段1989年以来历时最长、洪峰流量最大的洪水过程。为了解粗泥沙对黄河内蒙古段河床冲淤变化的影响,依据宽河谷河段巴彦高勒、三湖河口和头道拐水文站实测资料,分析了内蒙古河道2012年洪水水沙特征,通过计算推移质输沙量和比较断面河底变化,探讨了粗泥沙对河底调整的影响。结果表明:2012年洪水造成粗泥沙在上游段冲刷、下游段淤积;固定低水位下过流断面存在涨冲落淤的规律;洪水过后,巴彦高勒和三湖河口低水位面积分别扩大了19 m2和29 m2,头道拐减小约100 m2。由于粗泥沙排沙不平衡,底部河床的真正高程并没有降低,防洪风险依然存在。     

临底悬沙试验初步分析

在常规悬移质测验中,由于目前使用的采样器很难取到临河底的水样,而这一水层含沙量大、粒径较粗,对水利水电规划设计及运行管理影响较大,为此,我们研制了临底悬沙采样器,对悬底泥沙进行了测验,通过实测资料,对以下几个问题进行了分析:     

葛洲坝工程建设中的泥沙观测与研究

葛洲坝工程在设计中需要研究解决的泥沙问题,主要有泥沙淤积对通航的影响;泥沙过机过坝以及水库尾闾变动回水区翘尾巴等.因此对泥沙输移的数量、运动规律、级配组成、矿物成份等,必须进行观测与分析,特别是推移质和悬移质中的床沙质部分测验困难,过去实测资料很少,而这部分泥沙对工程的影响和危害很大,更需要认真对待.故在葛洲坝工程建设中,对工程河段的泥沙特性和运动规律,进行了一系列观测研究.     

长办水文局研制的推移质采样器运往美国

根据中美地表水水文科学技术合作议定书附件二“水文测验方法和仪器设备的合作项目”执行计划的规定,中美双方在今年内将交换首批泥沙测验仪器,并进行比测试验。由长办水文局研制的Y78-1型沙质推移质采样器已于9月4日从武汉起运,将经上海运往美国地质调查局,作为中美双方交换的泥沙测验仪器实物。     

三峡水库入库推移质输沙特性变化及其原因分析

朱沱、寸滩水文站是三峡水库主要入库控制站。通过对朱沱站1975～2001年、寸滩站1966～2001年实测卵石推移质资料分析，结果表明，朱沱站从1991起、寸滩站从1981年起，卵石推移量系统减少，粒径细化，起动流速增加，水沙关系明显变化。河道采砂、水利工程拦沙、水土流失治理是三峡水库入库推移质输沙特性发生变化的主要原因。     

渗流边界上推移质输沙率

天然河道边界上常由于地下水和地表水的水位不同而产生渗流,引起水流的非静水压力分布,进而影响推移质输移规律,也使得常用的推移质输沙率公式不再适用.利用水槽试验测定沙波的尺寸及运动速度与床面渗流水力梯度的关系,结果表明沙波的高度及运动速度随着向下渗流强度的加大而增加,随着向上渗流强度的加大而减少;进而结合理论分析,利用沙波运动特点估算推移质输沙率,并推导出推移质输沙率随床面渗流的引入而变化的计算公式,分析渗流引起非静水压力分布下推移质输沙率的变化.     

桥位附近水流及局部冲刷的数值模拟

将平面二维河道推移质冲淤数学模型和桥位局部冲刷经验公式有机地结合起来,计算整体河段泥沙冲淤和桥位局部地区泥沙冲刷,既考虑了局部流态对整体流场的影响,又反应了整体流场对局部流态的影响.文中以长江黄石大桥河段为例,计算其桥位冲刷,计算结果与模型测量资料基本一致,效果良好.     

(四)悬移质运动

被水流悬浮挟运的泥沙称为悬沙,也称悬移质。在泥沙问题中,悬沙占重要地位。悬沙的测验研究,包括确定其数量、粒径组成、分布(垂线和断面上)及其变化过程、运行特性,与其它泥沙因素(床沙质、推移质的组成、数量、床面形态等)及水流因素(水深、流速、比降、水温、糙率等)的关系等等,都是水文泥沙工作中的重要课题。悬移质、推移质、床沙质之间的关系很密切。推移质和悬移质中经常与床沙交换的较粗部份,称为床沙质,亦称造床质;一般不会沉落于床面、与床沙质关系很小的细颗粒,称为冲泻质,也叫非造床质。床     

小柳巷水文站全沙输沙率分析

本文通过悬移质输沙率及河床质颗分资料间接推算全沙输沙率，在淮河干流尚未全面开展推移质输沙率测验的情况下，是获得全沙资料的一种途径，可供研究泊岗引河变迁，河道整治工作参考。     

水库动库容分析及相应观测部署

随着工农业生产的发展,水利设施的不断增加,要在天然河道上选择适宜的地址设立水文站越来越困难。因此,选有代表性的水库收集水文资料,就具有重要的意义。河道修建水库后,由于库区产、汇流条件的改变,其水文规律亦有所变化,如欲利用水库资料计算的洪水过程进行水文预报或计算,就需要先研究其与河道实测洪水过程的差异,     

三峡水库对长江河道泥沙冲淤的影响及库区排沙

三峡水库建成后,水库上游因蓄水阻堵而流速降低,加大泥沙沉积落淤,尤其是在近年因山体滑坡,泥石流频发的地段,存在隐患。在下游,因水库阻隔而致推移质泥沙减源,造成建设所需的河沙供需失衡,堤防、桥梁墩柱缺少骨干物料支撑而产生结构性失衡,也形成交通安全隐患。基于此,研究水库排沙的方法,提出用"心脏搭桥手术"式的管道排沙法的构想和设计,以寻求解决水库推移质泥沙清淤的方向和途径。     

三峡水库对长江河道泥沙冲淤的影响及库区排沙

三峡水库建成后,水库上游因蓄水阻堵而流速降低,加大泥沙沉积落淤,尤其是在近年因山体滑坡,泥石流频发的地段,存在隐患。在下游,因水库阻隔而致推移质泥沙减源,造成建设所需的河沙供需失衡,堤防、桥梁墩柱缺少骨干物料支撑而产生结构性失衡,也形成交通安全隐患。基于此,研究水库排沙的方法,提出用“心脏搭桥手术”式的管道排沙法的构想和设计,以寻求解决水库推移质泥沙清淤的方向和途径。     

寸滩水文站卵石推移质断面单宽输移率计算公式探讨

为了提供长江上游干流寸滩河段卵石推移质年输移量,我们曾在寸滩水文站测流断面上进行过粒径大于10毫米的卵石推移质测验,并按过程线法逐年进行过整编,初步满足了有关单位对该项资料的迫切需求。可是长江上游水探流急,用器测法测量卵石推移质(以下简称卵推)还不够完善,而且困难较大,如能寻求一种利用观测资料的各种水力、泥沙因素表示     

长江泥沙输移特性分析

长江泥沙主要来源于上游，河流输沙特性与地理条件关系密切。宜昌以上属山区，泥沙来源于土壤侵蚀，其输沙量沿程递增，含沙量增减互见。宜昌以下属冲积河道，由于泥沙在湖泊（水库）中沉积、输沙量沿程减小。至于年内变化，则与径流量变化基本相应；年际间属随机变化，无系统性。悬沙级配有沿程细化趋势。卵石推移量，寸滩为２８．２万ｔ，沿程稍有增加；粗砂砾石推移量甚微；沙推移量与河床级配组成有密切关系，沙质河床的推移量大     

长江中游城汉河段推移质输沙率计算公式

三峡水库蓄水运用后,城汉河段悬移质输沙量大幅度减少,推移质输沙量所占比重增加,造床作用日益凸显,故开展其推移质输沙率计算公式研究具有理论与实际意义。利用螺山和汉口水文站实测资料建立了推移质输沙率与流量之间的指数关系式,并据此推算了两站逐日推移质输沙率,结果表明:螺山站、汉口站输沙率均与流量的0.912 78次方成正比,多年（2009—2015年）平均推移质输沙量分别为137万t、152万t,主要集中在汛期。利用推移质实测资料对Engelund、Einstein、Yalin 3个公式进行了检验与修正,结果表明:修正前各公式计算结果比较分散,且与实测值偏差很大;修正后各公式计算精度显著提高,综合比较发现,修正后的Yalin公式精度最高,Engelund公式、指数关系式次之,Einstein公式精度相对较低。因此,修正后的Yalin公式更适合于城汉河段推移质输沙率计算,可用于该河段的演变分析与数学模型计算。     

泥沙知识痤讲 (三)推移质运动

河流泥沙运动的主要形式有沿床面滚动、跳跃和悬浮。此外在个别条件下可能发生滑动(当床面光滑时)和床面成层移动(当水流强度很大时)。悬浮运动的泥沙称为悬移质;滚动、滑动、跳跃、层移的泥沙称为推移质。推移质运动是由底部水动力和颗粒碰撞所引起,只发生在床面附近的区域(底层)内。1.泥沙起动当水流速度由小增大到一定数值后,床面上原来静止的个别泥沙,或因其粒径较细,或由于其位置突出,再碰上较大的纵向瞬时流速,就开始滚动。此时这种泥沙处于起动状态;而相应的水流时均速度则称为该类泥沙的起动流速。泥沙起动流速关系到开始测验推移质的时机,不冲渠道的设计、河床冲刷的极限深度,以及截流和抢险抛石的尺寸等等,故有重要的实用意义。泥沙起动时所受的作用力有:水流正面推力 P=     

泥沙起动概率的高速摄影测量方法

为了通过实验测量泥沙起动概率,基于封闭槽道内开展的泥沙起动实验,系统论述了基于高速摄影的起动概率测量方法所涉及的起动概率定义、相机采样频率、图像处理方法、起动比例与运动比例的关系等关键问题.根据泥沙在水流紊动猝发作用下起动的物理机制,定义实测起动概率为单个紊动猝发周期内,从一定面积床面上冲刷外移的泥沙比例.根据推移质运动概念模型,提出高速图片拍摄间隔应小于推移质运动的中间时间尺度,以捕获泥沙的每一次起动.在高速图像处理时,通过连续两帧图片之间的灰度差实现运动比例的无偏差提取.进一步分析表明,运动泥沙可处于起动、止动或滑翔状态,运动比例等于起动比例、止动比例和滑翔比例之和,起动比例与运动比例之比等于两张图片之间的时间间隔除以推移质运动的中间时间尺度.基于上述关键技术,将高速摄影测量方法用于泥沙起动概率的测量,结果表明,临界起动水流条件时,床沙处于少量起动现象,对应的临界起动概率与窦国仁所推导的2.28%接近.