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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
东江下游河段溯源侵蚀特征与机理   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
1980年以来,东江下游及三角洲发生了高强度的采沙活动,由此导致水文条件发生显著变异,河床形态出现溯源变形,根据不同历史时期的地形与水文资料的对比分析,东江下游段溯源变形特征主要表现为:①大规模采沙直接引起同流量条件下水位大幅下降,尤以枯水期表现最为显著,博罗站水位~流量关系曲线表现为逐年右偏;②采沙引起河床高程大规模降低,即为一级溯源变形,其显著的特征是水面比降大,由此引起河床发生强烈冲刷,遂派生出河床演变的二级溯源变形,二级溯源变形的长期发展将使河床变形趋于平缓;③采沙河段必然发生河床断面形态及尺度的物理变形,按其发生的时间过程分为各具特色的3段:变形完成段(东江网河区)、变形进行段(石龙到博罗段)及变形影响段(博罗以上河段).  相似文献   

2.
河流冲刷过程中表层床沙粗化对不平衡输沙的影响   总被引:6,自引:1,他引:5  
在分析前人的不平衡输沙研究成果的基础上,针对非均匀沙河床,提出了床沙交换速率的新物理概念,计算研究了不同床沙交换速率时表层床沙的粗化过程及非均匀沙含沙量恢复饱和过程.研究表明,由于较细泥沙的冲刷率总大于较粗泥沙,因此在床面薄层内泥沙随冲刷迅速粗化,致使挟沙力降低,不平衡输沙距离较均匀沙情况大大延长.床沙交换速率愈慢,则冲刷距离愈长.  相似文献   

3.
长江中游瓦口子至马家咀河段二维水沙数学模型   总被引:1,自引:6,他引:1       下载免费PDF全文
针对长江中游瓦口子至马家咀河段(弯曲分汊河段)的水沙运动特点,给出了二维水沙数学模型尤其是推移质不平衡输沙计算的模式,主要包括推移质不平衡输沙方程、床沙级配方程、河床变形方程;对模型中的几个关键问题提出了处理方法,如非均匀沙起动及输移规律、床面混合层厚度等.利用大量的水流及河床变形资料,率定了模型的一些参数,进行了水面线、流速分布及河床变形的详细验证.在此基础上,根据设计部门提供的进出口水沙边界条件,预测了三峡工程蓄水初期该河段的冲淤过程与分布及航道条件的变化.  相似文献   

4.
潮汐河口二维动床紊流模型   总被引:12,自引:0,他引:12       下载免费PDF全文
给出了正交曲线坐标系下平面二维非恒定动床紊流模型基本方程组,即水流运动方程及潮汐水流不平衡输沙方程。对计算中的有关问题提出了处理方法,如基本资料及代表潮过程选取、糙率的确定、悬沙粒径及沉速、挟沙能力恢复饱和系数及河床冲淤判别条件等。以甬江口为例,计算了镇海弯道至大游山口门约5km河段潮汐水流潮位及流速过程、丁坝作用下的回流域及疏浚与整治相结合的河床变形,计算结果与野外资料吻合良好。在此基础上,计算了宁波大桥桥墩作用下的水流结构变化及对镇海港航道的冲淤影响。  相似文献   

5.
海底管线周围的不平衡输沙影响着海底管线的局部冲刷,进而影响海底管线的安全运营。基于波浪港池实验,考虑规则波的作用,采用中值粒径为0.219 mm的原型沙铺设与波浪传播方向成45°夹角的斜坡,斜坡坡度为1∶15,研究管线局部冲刷坑床沙组成变化情况。实验结果表明:与冲刷深度随时间的发展类似,冲刷宽度随时间的发展也分为初级阶段和次级阶段;管线周围床沙粗化程度最高的地方并不在管线的正下方,而在管线的后下方;周期增加,冲刷坑床沙粗化程度增大;与原始床沙相比,周期较小时,冲刷坑下方床沙细化,周期较大时则粗化,而波高对床沙扰动的影响具有不稳定性。  相似文献   

6.
在弯道水槽中展开系列试验,研究水力冲刷过程中均质土岸坡冲刷崩塌输移与河床冲淤过程及其影响因素。该过程及变化特征可描述为:水下坡面侵蚀及坡脚淘刷导致岸坡失稳崩塌;暂时堆积在凹岸坡脚处的崩塌体加剧附近水流紊动程度利于其输运与分解;分解后较粗的颗粒随弯道螺旋流以推移质形式被输移至下游凸岸落淤,较细的颗粒大部分都随水流以悬移质形式被携带至下游出口;水流结构随岸坡及河床变形而调整;如此循环往复。试验成果进一步表明:冲刷状态下,试验材料黏性越小、近岸流速越大、作用时间越长,岸坡冲刷崩塌量及河床冲刷量都越大;同条件下岸坡冲刷崩塌总量大于河床冲刷总量,且河床相对冲刷率随岸坡冲刷崩塌量的增大而减小,数值范围为0.40~0.92。  相似文献   

7.
沙质河道冲刷不平衡输沙机理及规律研究   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
通过动床水槽试验,观测沙波运动,揭示了湍流扫荡河床使表层床沙产生频发的群体起动冲刷现象。据此,提出了床沙交换及冲刷粗化分二个层次的物理模式;分析了冲刷时表层床沙粗化的必然性,确定了悬移质扩散过程中适于非均匀沙河床的新的近底边界条件。依据所建立的不平衡输沙立面二维数学模型,计算了大量不同情况下的含沙量扩散恢复过程,据此总结出了冲刷时含沙量恢复饱和系数α的预报公式及变化规律。  相似文献   

8.
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。  相似文献   

9.
近期黄河下游河床调整过程及特点   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
利用黄河下游1999-2005年的实测水沙及断面资料,分析了近期下游(铁谢至利津河段)河床调整过程及特点,具体表现为:小浪底水库运行后,黄河下游河道出现持续冲刷。其中,游荡型河段的冲刷量占下游总冲刷量的77%,单位河长的冲刷量在高村以上河段最大,孙口以下河段次之,高村至孙口河段最小;各河段主槽横断面形态调整均表现为向窄深方向发展;河床在冲刷过程中,主槽纵比降变化不大,其纵剖面形态自1855年以来均为下凹曲线,其凹度值随河床冲刷而略有增大;汛期深泓摆动幅度在游荡段最大,在弯曲段较小;随河床冲刷,下游平滩流量增加,但断面平滩流量与河段平滩流量的增加程度不同;因床沙显著粗化,不同河型河段的河床纵向稳定程度随冲刷均增加,而河床横向稳定程度在游荡段变化不大,在过渡段及弯曲段有所增加。  相似文献   

10.
沙质河床冲刷过程中床沙级配的模拟   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
研究了沙质河床冲刷过程中床沙级配的模拟方法。在该方法中采用了新的描述床沙级配变化的动力学方程和床沙级配在交换层内垂向变化与水流强度、河床冲刷强度的关系,反映了冲刷过程中交换层内向床面补充的物理过程。通过室内实验率定了相关参数,建立了床沙级配变化动力学方程的数值求解方法,模拟了床沙冲刷粗化。计算结果与室内实验结果符合较好,表明所建议的方法反映了河床冲刷中床沙级配变化的物理事实,可用于沙质河床冲刷粗化模拟。  相似文献   

11.
非粘性沙坝溃决数学模型及求解   总被引:1,自引:0,他引:1  
考虑一维陡坡浅水方程与Exner方程耦合构建漫顶溃坝数学模型,利用Roe格式黎曼近似解法求解,并用预测-校正法处理源项保证水流、泥沙侵蚀输运和底床演变过程的计算稳定.模型实例计算结果表明,该方法能较好地计算非粘性模型沙坝漫顶溃决问题,可为溃坝数值计算提供新的思路.  相似文献   

12.
陈亿军  薛强  孙可明  赵颖  万勇 《岩土力学》2012,33(5):1579-1584
建立了土质陡坡降雨侵蚀的数学模型,模型包括陡坡细沟间坡面流控制方程、变沟宽陡坡细沟流控制方程、陡坡细沟间坡面侵蚀泥沙连续方程及陡坡变沟宽细沟侵蚀泥沙连续方程。通过紊流冲击分布概率确定土壤剥蚀方程,确定了泥沙源/汇项的表达形式及细沟高程与宽度的表达式。通过有限元和有限差分相结合的方法求解该数学模型,利用有限单元法对数学模型的水动力方程、运动方程及泥沙连续方程进行空间上的离散,利用有限差分法解决时间域的问题,得出了顺序求解的数值计算公式及模型数值求解的具体方法和步骤。  相似文献   

13.
三相耦合渗流侵蚀管涌机制研究及有限元模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
胡亚元  马攀 《岩土力学》2013,34(4):913-921
管涌的发生、发展过程是土骨架相在渗流作用下侵蚀为可动细颗粒相,并随水相在孔隙通道中运移流失的过程。在该过程中,渗流与侵蚀相互耦合,相互促进,水相、土相、可动细颗粒相互作用,因此,管涌过程是一个多场、多相耦合的高度非线性的动态过程。现有的管涌试验结果表明,只有当水力梯度大于起始水力梯度时,细颗粒相才会随水相从土体中运移流失,土体才会发生管涌侵蚀,且管涌稳定后土体的孔隙率(稳定孔隙率)和水力梯度之间存在对应关系,根据该结果,提出管涌稳定孔隙率的概念,修正传统的渗流侵蚀本构方程,建立多孔介质中三相耦合的修正的渗流侵蚀管涌控制方程。最后,针对特定应力状态下的土体建立稳定孔隙率和水力梯度之间的对应关系。基于Galerkin有限元法编制有限元程序,在轴对称情况下对该土体的管涌过程进行数值模拟。结果表明,修正后的管涌控制方程能更全面地描述管涌发生、发展直至稳定状态的特性。  相似文献   

14.
张劲  牟善波  张士诚 《地质学报》2008,82(10):1450-1453
煤岩的水力压裂实际上就是半无限大分层均匀介质的断裂问题,要利用有限元法或边界元法模拟裂缝扩展,就必须找出半无限空间的基本解。本文从三维弹性力学最基本的平衡方程和本构关系出发,推导出状态传递微分方程。在求解状态传递微分方程时,对指数矩阵进行分解,避免了直接解法导致状态变量的发散。引入了半无限体的无穷边界条件,推导出半无限层表面的位移与应力关系式。根据状态传递方程,可得出层状煤岩任意点的应力和位移的值。此结果可直接退化到经典的半无限域经典的Mindlin解。  相似文献   

15.
Headcut is a change in stream channel elevation, where there is concentrated flow. Most of the past studies focus on non-cohesive soils, although many problems on the streams occur because of cohesive beds and banks. In this study, eight samples of cohesive soils, with a different composition of silt and clay, for different waterfall heights and flow velocity under long- and short-term natural consolidation conditions were tested. In one of the tests, a sand layer was settled on the headcut bed to investigate its impact on headcut erosion. By increasing clay content, the headcut will remain vertical as it moves backward. Result showed that the effect of clay content reduction was more noticeable under the long-term consolidation condition. In general, the effect of clay percentage variation on the measured parameters is much higher than the effects of waterfall height or flow velocity, and the effect of consolidation type and adding a sand layer on the measured values is much higher than the effect of clay percentage variation on the waterfall height and flow velocity.  相似文献   

16.
A numerical simulation is presented for three-dimensional three-phase fluid flow in a deforming saturated oil reservoir. The mathematical formulation describes a fully coupled governing equation systen which consists of the equilibrium and continuity equations for three immiscible fluids flowing in a porous medium. An elastoplastic soil model, based on a Mohr–Coulomb yield surface, is used. The finite element method is applied to obtain simultaneous solutions to the governing equations where displacement and fluid pressures are the primary unknowns. The final discretized equations are solved by a direct solver using fully implicit procedures. The developed model is used to investigate the problems of three-phase fluid flow in a deforming saturated oil reservoir.  相似文献   

17.
Land subsidence is presented in many factors in different areas with urbanization. Internal soil erosion, owing to pumping confined groundwater during the deep foundation pit construction, has contributed to land subsidence. Four governing equations are presented to describe the process of internal soil erosion based on the mathematical–physical model. The finite element computation results, based on practical deep foundation pit engineering consisted of 8 layers of soil of Shanghai area, demonstrate that internal soil erosion will cause the increment of land subsidence and deformation and is related to the hydraulic gradient and the characters of the soils.  相似文献   

18.
Retrogressive landslides are common geological phenomena in mountainous areas and on onshore and offshore slopes. The impact of retrogressive landslides is different from that of other landslide types due to the phenomenon of retrogression. The hazards caused by retrogressive landslides may be increased because retrogressive landslides usually affect housing, facilities, and infrastructure located far from the original slopes. Additionally, substantial geomorphic evidence shows that the abundant supply of loose sediment in the source area of a debris flow is usually provided by retrogressive landslides that are triggered by the undercutting of water. Moreover, according to historic case studies, some large landslides are the evolution result of retrogressive landslides. Hence the ability to understand and predict the evolution of retrogressive landslides is crucial for the purpose of hazard mitigation. This paper discusses the phenomenon of a retrogressive landslide by using a model experiment and suggests a reasonably simplified numerical approach for the prediction of rainfall-induced retrogressive landslides. The simplified numerical approach, which combines the finite element method for seepage analysis, the shear strength reduction finite element method, and the analysis criterion for the retrogression and accumulation effect, is presented and used to predict the characteristics of a retrogressive landslide. The results show that this numerical approach is capable of reasonably predicting the characteristics of retrogressive landslides under rainfall infiltration, particularly the magnitude of each landslide, the position of the slip surface, and the development processes of the retrogressive landslide. Therefore, this approach is expected to be a practical method for the mitigation of damage caused by rainfall-induced retrogressive landslides.  相似文献   

19.
水库溯源冲刷试验是评估在水库速降水位过程中,结合工程控制条件、水沙条件、冲刷时机和初始水库蓄水条件等因素,研究支流拦门沙坎破坏程度对干流溯源冲刷的影响。采用按照水库高含沙模型相似律建立的小浪底水库实体模型开展了4个组次的水库降水库区发生溯源冲刷的试验,第1~4组次库容恢复率依次为11.6%、6.8%、12.2%和6.6%。拦门沙坎破坏越严重,水量越大,库区溯源冲刷量越大,库容恢复率大;侵蚀基准面越低,库区溯源冲刷量大,库容恢复率大;库区淤积量42.00亿m3时采用降低水位引起库区发生溯源冲刷优于库区淤积量32.00亿m3。对原有的陕西水利科学研究所与清华大学的逐日溯源冲刷公式在考虑支流促因的基础上进行了改进,说明支流蓄水量进入干流越多,引起支流口以下的干流河段冲刷量越大,其计算结果与实测值满足生产实践精度,可作为多沙河流水库调水调沙方案制定参考。  相似文献   

20.
由降雨侵蚀引起的山坡面水土流失预测的数学模型   总被引:3,自引:1,他引:3  
数学模型包括:坡面水流连续方程、水流运动方程、泥沙连续方程(水土流失方程)、坡面变形方程。考虑到坡面流的流速及非线性双曲型方程,采用迎风有限差分显格式来离散方程,编制计算程序,进行了计算。研究成果可以描述动态坡面降雨侵蚀过程,并可将研究成果扩展到整个小流域,从而为治理水土流失提供依据。  相似文献   

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