淮河干流小柳巷水文站全沙分析

分析了淮河干流小柳巷水文站全沙的组成及运动规律,结果是全沙多为粉砂、砂,年内分配较为集中,年际变化较大,输沙量大部分来自淮河中上游.悬移质输沙率所占比重远大于推移质输沙率,两者关系相关较好,可用悬移质输沙率推求推移质输沙率,最后得出全沙.     

长江全沙输沙率测验及其技术研究

泥沙测验是水文测验工作的重要内容,但由于在测验技术和仪器设备上存在一些问题,长期以来一直是水文测验中的薄弱环节。以往存在的主要问题是:在测验部署上,未能按全沙输沙率测验(以下简称全沙测验)要求开展观测,在测验仪器设备上很不完善,不能按照规定要求收集到质量可靠的资料。为了满足长江巨型水利工程建设对泥沙资料的需要,我们从70年代初起,开展了全沙测验,并较全面地进行泥沙测验技术研究,取得了一定成效。现将有关情况介绍于下。     

床面附近泥沙交换率在悬移质输沙计算中的应用

总结并分析了关于悬移质运动方程的源/汇项或底部边界条件的已有的处理方法.认为在悬移质输沙计算中,这些方法因引入了平衡输沙概念、忽略了推移质颗粒对悬移质运动的影响或因缺乏床面附近泥沙质量交换率的理论表达式,均存在着某些不足.运用床面附近泥沙质量交换率理沦,对一般的悬移质输沙方程的底部边界条件进行了新的探讨,并提供了关于一维和垂向二维悬移质输沙的计算实例.     

断面输沙率计算方法的商榷

１我国现行使用的断面输沙率计算方法我国现行水文断面输沙率计算方法,按国家技术监督局和中华人民共和国建设部１９９２年７月２４日联合发布的《河流悬移质泥沙测验规范》规定：河道断面输沙率由部分输沙率求和而得,计算公式为：Ｑｓ＝Ｃｓｍ１·ｑ０＋１２（Ｃｓｍ１...     

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。     

流量输沙率关系不确定度的分析

从误差传播及经验关系分析两条途径出发,分别获得流量输沙率关系不确定度。通过Ｆ检验,证明了所获成果的可靠性。本文分析对于流量输沙率关系不确定度控制指标的确定,以及流量输沙率关系的应用具有实际意义。     

推移质输沙率的非线性研究

目的是从非线性科学角度探讨泥沙运动的规律。通过分析非均匀沙起动的影响因素得到了尖点突变模型的状态变量和控制变量,建立了能描述推移质运动的尖点突变模型。在尖点突变标准方程的基础上,应用尖点突变理论的坐标变换和拓扑变换,导出了输沙强度和水流参数的函数关系式。将输沙强度作为状态变量,水流参数和床沙密实系数作为控制变量。用水槽实验资料和其它推移质输沙率公式进行了对比验证。验证结果表明,计算值与其它推移质输沙率公式和水槽实验结果基本相符,误差一般在-90%～80%之间。说明建立的推移质输沙率公式是合理的,能够反映泥沙的起动和输移规律。     

郁江南宁站水沙变化的回归分析

根据郁江南宁站1954～2001年的流量和输沙率资料，对流量和输沙率之间进行了回归分析，得出了多年平均月均流量～输沙率的相关性、各年月均流量～输沙率的相关性、各月月均流量～输沙率年际变化的相关性和年均流量～输沙率的相关性，分析了南宁站的水沙变化趋势，得出了两者变化趋势的规律。     

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.     

卵石推移质输沙率与流量相关的线型分析

通过比较精确的实测资料，分析了流量（断面平均流速）与卵石推移质输沙率关系，引入起动流量Qc或起动流速Vc，采用Qb=K3(Q-Qc)^α或Qb=K4(V-Vc)^β的线型拟合相关关系，可使卵石推移质输沙率约与流量4次方或与断面平均流速6次方成比例增长，与原有的方法相比不但使流量（流速）的方法降低了许多，而且对高水外延插补精度大有提高，分析表明，流量的方次要低于流速的方次，两者亦可相互换算。     

河床粗化过程中推移质输移特征试验研究

为了研究河床粗化破坏与形成过程中推移质的输移特征,基于一套新型的接沙系统,在上游无来沙条件下,进行了3组不同床沙级配的水槽试验,研究了递增梯级流量作用下河床粗化破坏与形成的过程,采集到一套高精度（0.1 g）、高频率（1 Hz）的实时推移质输沙率及分时段输沙级配数据,分析了累积输沙量、输沙率及输沙级配的变化特征。结果表明,粗化过程中累积输沙量随时间基本呈幂函数规律增长,且"粗化破坏再形成"的累积输沙量曲线出现明显转折点;推移质输沙率表现出明显的非恒定性,其粗化形成阶段的耗时要远大于粗化破坏阶段的时间,两者之比范围为3.5~20.5;推移质输沙级配中粗颗粒比例随时间变化趋势与输沙率相似,在输沙率达到峰值附近时,输沙级配与原始床沙级配相同。     

长江入海水沙变化的回归分析

根据大通站1951－1999年的流量和输沙率的资料，对流量－输沙率之间做了回归分析，指出多年平均月均流量－输沙率之间的相关性、各年月均流量－输沙量之间的相关性、各月月均流量－输沙率之间年际变化相关性和年均流量－输沙率之间的相关性。最后还分析了大通站的水沙变化趋势，得出两者变化趋势的规律。     

黄河中游测区输沙率与流量异步施测法分析

在悬移质输沙率与流量异步施测法基本原理分析的基础上,采用理论公式法及经验相关法对测点位置流速权重系数进行了分析计算;根据河流断面特性,建立了多年综合及相邻流量测次累积面积百分数与累积流量百分数相关曲线法等不同的部分流量权重系数借用方案。经实测资料检验,输沙率与流量异步施测法的计算误差符合《河流悬移质泥沙测验规范》的精度要求,能满足悬移质泥沙测验的生产需求。     

基于动理学理论的推移质输沙公式

根据Boltzmann方程得到了床面附近运动颗粒的速度分布函数,将其在速度空间上积分,同时考虑床面颗粒起动概率的影响得到了床面颗粒的冲刷率函数。在此基础上,将该函数代入Einstein提出的推移质输沙基本模式中得到了基于动理学理论的推移质输沙公式。研究结果表明:① 公式计算结果与实验数据吻合,相对误差为10%~50%,可用于高强度和低强度输沙,能够较好地反映出床面附近运动的推移质颗粒的统计属性;② 得到的推移质输沙率理论表达式与经典推移质输沙公式十分接近,同时大大改善了Einstein公式在高强度输沙情况下的计算结果,这也说明了本文理论推导的正确性。     

水量百分数的概念及在非均匀悬移质输沙中的应用

提出了水量百分数这一非均匀沙不平衡输沙的一个重要概念和有效工具。给出了水量百分数定义及其表达式。分析了它的3个特性:它能严格地将均匀沙挟沙能力迭加为非均匀沙挟沙能力;在强平衡条件下,水量百分数恰等于床沙级配;水量百分数就是能量百分数。进而利用水量百分数证明了床沙质、冲泻质与全沙具有相同的挟沙能力;证明了用它可以导出非均匀沙不平衡输沙时的挟沙能力组成以及挟沙能力级配和有效床沙级配表达式。     

东江沙卵石河床浅滩-深潭序列水沙演变特征

东江是珠三角网河区入汇河流之一,属少沙河流,其上游浅滩-深潭序列密集分布,河床结构的演变特性尚不清晰。选取东江浅滩-深潭序列河段进行现场河床质与推移质测量,结合试验得到不同流量和坡降中水流与河床在无上游来沙补给中的互馈机理。试验结果表明：浅滩与深潭交替造成沿程平均流速不连续变化,浅滩中部在洪水流量的塑造下容易产生紊动能峰值。无上游来沙条件下,序列中粗化层的形成、破坏过程交替与循环发生,其中静态分选是主导因素且导致沿程级配不连续。流量与坡降的增大促进浅滩-深潭序列发育,同时使得深潭与浅滩的纵向长度缩短;有上游来沙条件下推移质输沙率增大,无来沙条件下输沙率减小。     

几种推移质采样器的评介

推移质泥沙资料在水利工程建设、防止水库淤积和航道堵塞以及港口建设等方面都非常重要。多年来由于缺乏天然河道中的实测资料,使得推移质泥沙研究大多局限于室内水槽的模拟试验,而各家的推移质输沙率公式都有待于天然河道中实测资料的验证。因此迫切需要开展推移质采样器的研究,从河底直接采集推移质的沙样。由于采样器的阻水作用,使床面上正在运行的推移质泥沙的水力条件发生变     

南水北调对长江口粗颗粒悬沙来量的影响

探索了长江南水北调占总径流量10%情况下对长江粗颗粒悬沙(≥0.05mm)入海数量变化的可能影响。研究表明:南水北调对入海细颗粒泥沙的影响主要为南沙北调,但数量较小,在1%左右,而对粗颗粒悬沙的影响主要表现在入海流量减少导致的水体挟沙能力的降低。通过建立大通站典型枯水年(1978),平水年(1987)及洪水年(1983)月平均流量与月平均床沙质输沙率相关曲线,估算出各典型年在典型流量23000m3/s,30000m3/s与40000m3/s水平下调水流量3000m3/s时导致的入海床沙质输沙率的变化。结果表明,输沙率的相对变化在-39%至-24%之间,且在较高的流量水平下,输沙率相对变化较小,但绝对变化增大,经大通入海的床沙质数量每年约减少2350～4700万t.     

塔里木河干流泥沙运动及河道变迁

分析了塔里木河子干流泥沙的来源,年内,年际及沿程变化规律,建立了输沙率与流量,输沙量与年径流量之间的经验关系式。分析了干流各河段间泥沙淤积量及河床变化。     

孟加拉国布河河道泥沙数学模型计算中几个问题的探讨

针对布河游荡性河道上支汊众多、主流摆动不定、河道防洪能力较差等特性,基于断面输水和输沙相等的概念,将布河宽浅多汊的河道断面合并为等量的单一河道;在分析比较的基础上,确定了部分年份所缺的水沙资料,利用一维非均匀悬移质不平衡输沙数学模型进行验证计算,结果表明计算值与实测值相符较好.在此基础上,作了布河整治方案计算.对一些影响计算结果的因素进行了敏感性分析,指出了其中一些较为敏感的影响因素.