瓯江口水流挟沙力公式探讨

采用瓯江口实测泥沙资料,对多个典型挟沙力公式进行了系统比较;对瓯江口同步的平均流速和平均含沙量进行分析,探讨适合该河口的挟沙力关系,并引入泥沙因子,考虑泥沙粒径对水流挟沙力的影响。结果认为:各挟沙力公式的计算结果过程曲线趋势一致,只是存在量级上的差别;结合实测泥沙资料进行分析,采用河口、海岸适用性较好的水流挟沙力公式,考虑泥沙粒径对挟沙力的影响,引入泥沙因子分析拟合瓯江口水流挟沙力公式。旨在揭示不同挟沙力公式之间的联系,以及河口海域水流挟沙力拟合过程,为进一步探讨河口海岸含沙量分布和悬浮泥沙输运提供思路。     

潮汐河口水流挟沙力研究

本文将潮汐河口与无潮稳定流相比较,分析了潮汐河口区水流、泥沙运动的特点,并根据水流泥沙运动的基本理论和能量守恒原理,对潮汐水流挟沙规律进行了探讨,初步建立了比较适合于潮汐河口区的挟沙力公式的一般形式:。式中K和m分别为与水流边界条件有关的系、指数。通过与国内外有关潮流挟沙力公式比较,表明所建立的公式结构较为合理。经珠江口实测资料的验证,表明本公式能够较好地反映潮汐河口的水流挟沙规律。     

垂向悬沙扩散与近岸挟沙力理论研究

根据垂向二维悬沙扩散方程和谢才公式,假定泥沙垂向扩散系数为常数或为水深和摩阻流速的函数时,从理论上推导得到一个新的不仅适用一般水域,也适用于高含沙水域的挟沙力公式。公式一阶近似形式上与近岸海域常用的刘家驹公式相一致也不显含泥沙沉速,从理论上证明了刘家驹公式的合理性,说明其经验公式在理论上也成立。对更高阶近似,公式显含泥沙沉速,与维利卡诺夫以及张瑞瑾等挟沙力公式相一致,说明了张瑞瑾公式的合理性。分析了导出的公式的物理意义以及与刘家驹公式和张瑞瑾公式的异同。新的挟沙力公式也表明挟沙力公式的近似应是流速平方的多项式,选择低阶项作为近似会有一定的误差。     

挟沙能力公式系数的最佳确定

水流挟沙能力反映了运动水体所能挟带泥沙的最大能力,确定水流挟沙力公式对于泥沙数学模型的发展具有重要意义,而关键是其系数的最佳确定。基于最小二乘法原理,对目前广泛应用的水流挟沙力公式中的系数确定提出了一种新的方法——枚举法。枚举法直接应用最小二乘法,有别于常用的先取对数后再进行回归分析的传统方法,通过误差分析和结果比较,表明枚举法确定的系数更合理,也提高了公式的精度,使公式能更客观地反映水流挟带泥沙的实际能力。枚举法简单实用,是目前确定水流挟沙力公式系数的最佳方法。     

潮间带小海湾围堤对湾外水下岸坡的影响

分析了杭州湾北岸一个潮间带小海湾－炮台湾及其前沿海域的流场、含沙量分布及水下地形的变化，指出小海湾内水流主要受湾外浅水水流控制，在独特的边界地影响下，湾内在不同时段内出现历时较短的水平环流，流场变化较快，小水深时水体含沙量较高，含沙量随水深和水流和变化而急剧变化。对湾外浅水水域水流的挟沙力了计算，并讨论了炮台湾围堤后水流挟沙力的变化，给出围堤后水下岸坡剖面变动的预测，经与实测比较，结果是令人满意的     

水流挟沙力分析与探讨

水流挟沙力是悬沙输运计算中非常重要的问题之一,其计算形式常采用基于重力理论的经验和半经验公式.本文针对目前广泛采用的2种挟沙力关系式,选用4组实验水槽数据和2组天然河道实测资料分别讨论其关联性.结果表明,不论指数m在其取值范围内取何值,2个表达式皆存在一定的函数关联性.且当指数m取1和2/3时,直接表现出很强的线性关联.在挟沙力计算中采用流速的平方关系式,物理意义清晰,形式简单.在实际应用时,适当选取系数,挟沙力采用形式简单的平方关系式是完全可行的.     

淤泥质、粉沙质及沙质海岸航道回淤统一计算方法

根据20世纪80年代初提出的淤泥质海岸航道回淤计算方法的基础上,开展了拓展研究,使之统一适用于淤泥质海岸、粉沙质海岸及沙质海岸。主要研究内容有,在波浪和潮流综合作用下挟沙力含沙量研究中引入了特定的泥沙因子F1/F,从而挟沙力含沙量公式不仅适用于淤泥质泥沙,也适用于非淤泥质泥沙;在动力因素方面,除了一般寻常潮和波浪动力外,进一步考虑了风暴潮和破波的巨大掀沙能力造成航道骤淤的可能性。并结合连云港30万吨级主航道扩建及徐圩港区10万吨级航道的回淤问题(包括骤淤可能性问题),京唐港外航道和黄骅港外航道的骤淤问题,进行预测计算及校验计算,结果都是良好的。此外,对杭州湾强潮和涌潮情况下的挟沙力含沙量也进行了校验计算,结果也非常满意。     

青岛近海悬沙输运的三维数值模拟

研究近海海域水流、悬沙运动规律，运用基于COHERENS发展的水动力悬沙模型COHERENS-SED,结合当地一般波浪条件，模拟了青岛近海悬浮泥沙输运情况，并验证及分析了水动力环境及悬沙输运的模拟结果。结果表明：在波流合作用下，近岸掀沙明显，大潮期间该海域近岸悬沙浓度值最高可达50mg／L。     

长江河口南、北港河道挟沙能力研究

近年来,随着长江流域来沙量的减少,河口水沙动力条件以及河床地形必将发生一定程度的变化。通过对长江口南﹑北港河道连续9d小潮至大潮水沙定点观测发潮流速增强,大潮期含沙量较高,表明泥沙再悬浮明显。通过实测数据分别给出大、中小潮南、北港河道挟沙力经验公式,显示出潮流与含沙量具有良好的相关性,同时显示出潮流流速与挟沙能力的方次变化有良好的对应性。     

潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型

本文根据河口水流动力特性和泥沙变化规律，把波浪运动概化为具有时均意义的波浪流分布场，将“波流幅射应力”、“波流摩阻力”以及“波流挟沙力”三个要素归纳到水流运动方程和悬沙输送方程中去，构成潮流、波浪综合作用下河口二维悬沙数学模型计算系统。通过对珠江口黄茅海悬沙冲淤过程的实际算例，表明该系统模拟河口悬沙在潮流和波浪综合作用下的分布特性和冲淤趋势方面，具有良好的应用前景。     

A new formula for the total longshore sediment transport rate

A new predictive formula for the total longshore sediment transport (LST) rate was developed from principles of sediment transport physics assuming that breaking waves mobilize the sediment, which is subsequently moved by a mean current. Six high-quality data sets on hydrodynamics and sediment transport collected during both field and laboratory conditions were employed to evaluate the predictive capability of the new formula. The main parameter of the formula (a transport coefficient), which represents the efficiency of the waves in keeping sand grains in suspension, was expressed through a Dean number based on dimensional analysis. The new formula yields predictions that lie within a factor of 0.5 to 2 of the measured values for 62% of the data points, which is higher than other commonly employed formulas for the LST rate such as the CERC equation or the formulas developed by Inman–Bagnold and Kamphuis, respectively. The new formula is well suited for practical applications in coastal areas, as well as for numerical modeling of sediment transport and shoreline change in the nearshore.     

粤东后江湾近岸带风-浪-流联合作用下的泥沙输运

在现场观测资料分析基础上,应用波-流联合输沙模型,对粤东后江岬间海湾近岸带净环流、泥沙输运作用加以模拟分析,结果表明,东北东向风是形成近岸西南向净环流的主要驱动力,波浪控制了海底泥沙再悬浮和底质推移输运的过程,从而形成海湾海底地形以东北部侵蚀为主、西南部以淤积为主的发展趋势.     

长江河口波-流共同作用下的全沙数值模拟

针对长江河口地形、水文、泥沙运动等复杂的特点,建立了波-流共同作用下的二维全沙及河床演变模型.在合理计算研究区域流场等的基础上,利用切应力概念确定悬沙扩散方程中的源函数;通过系列数值试验和实测资料的统计分析,在经典的泥沙临界起动速度中引入反映河床底质结构及固结程度的局地系数;选用由流速、盐度、含沙量浓度确定的泥沙颗粒絮凝沉降速度,从而提高长江口悬沙场数值模拟精度.在底沙输运计算中,提出一种较为合理确定有关参数的方法.通过洪、枯季大、中、小潮水文、泥沙资料和典型台风引起航槽冲淤变化的实测资料验证,表明该文提出的模型能较合理地反映长江河口流场、泥沙场及地形的演变.     

台风作用下长江口北槽挟沙能力研究

台风作用下水体的挟沙能力研究对深入认识台风暴潮作用下泥沙运动规律、滩槽演变特征以及提升数学模型和物理模型技术等方面具有重要意义。文中从台风波能对泥沙的悬浮作用入手,建立了台风浪作用下的挟沙能力公式;依据能量叠加原理,完善了传统的河口海岸挟沙能力公式（窦国仁挟沙能力公式）,使公式能够同时概括潮流、波浪和台风浪作用下的泥沙运动特征,并应用近年来长江口北槽实测的台风期近底水沙资料对公式进行了率定验证,在此基础上分析了台风期北槽近底含沙量变化特征。     

废黄河口海域的悬沙输运机制研究

废黄河三角洲是南黄海内陆架的重要物源。为深入探索废黄河口海域沉积物输运机制,利用2015~2016年夏季与冬季在废黄河口外海域10个站位获取的现场沉积动力数据,计算潮不对称参数、余流、悬沙输运量等。分析结果表明,废黄河口海域沉积物输运模式存在显著的空间差异,大部分海域悬沙沿等深线向南输运,仅在近岸侧局部悬沙向岸或向北输运、离岸最远处站位向北输运但输运率较小;近岸浅水海域以平流输沙为主,其他离岸区域以再悬浮作用为主。由于流速和悬沙浓度之间的相位差,导致余流(净水输运)方向与净悬沙输运方向存在差异。研究沉降速度与悬沙输运涨落潮不对称的关系,发现沉降速度越大,悬沙输运的不对称性就越显著;沉降速度是造成近底部流速与悬沙浓度相位差的主要原因,导致废黄河口外净悬沙输运存在显著的垂向差异。     

潮流波浪联合输沙及海床冲淤演变的理论体系与其数学模拟

根据近岸带及河口区潮流、波浪、湍流各自物理尺度的不同,从Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和质量传输方程出发,利用Ｒｅｙｎｏｌｄｓ分解的方法,建立了模拟波浪 流联合输沙及海床冲淤演变的理论体系,给出了潮流作用下近岸波浪传播方程、波浪作用下潮流运动方程并通过利用波流合成底部切应力、底层湍流脉动随机特性,得出了波流联合作用下不平衡沙计算中泥沙起悬与沉降量的确定方法。本文模型应用于“广西合浦围垦工程潮流波浪     

废黄河口海域潮流动力与悬沙输运特征

根据2006年废黄河口海域的悬沙、流速、流向的观测资料,应用短期资料的潮流准调和分析方法,对连续海流资料进行了分析,并结合悬沙资料,对悬沙质量浓度与潮流之间的动力关系进行了探讨.研究结果表明:该海域潮流属于正规半日潮流,潮流以往复流为主,离岸越远,旋转性越强;涨潮流流向以SSE为主,落潮流流向以NNW为主.悬沙质量浓度...     

潮流作用下河口是沙运动二维数学模型

对于粉沙淤泥质河口和海岸,海底泥沙受潮流作用主要以悬沙形式输运。在这样的海区建港与疏浚航道,需要首先进行泥沙淤积问题的研究。本文采用潮流作用下不平衡方程式、挟沙能力公式和起动流速公式,建立了潮流作用下河口悬沙运动二维数学模型,在对二维悬沙不平衡输沙方程和海底变形方程进行离散时直接采用显式迎风格式,得到了较好的结果。在此基础上,将该模型应用于实际水域,结果表明,该数学模型能够模拟河口的悬沙运动规律和冲淤变化,对于水流较大的海域该模型有一定的应用价值