神府-东胜矿区人为泥石流过程的力能传递理论模式

根据力学原理和神府-东胜矿区人为泥石流的特点,重点分析准人为泥石流起动的受力状态.准人为泥石流实地放水冲刷和人工降雨模拟实验结果表明(1)坡面准人为泥石流起动主要取决于降雨强度、降雨量和坡度;(2)沟道准人为泥石流起动的主要动力是上游来水和沟床比降;(3)在准人为泥石流过程中饱和、未饱和、干的松散固体物质共存,以此来区别于自然泥石流.在此基础上导出沟道准泥石流起动势函数,并分析探讨泥石流过程中的能量传递模式.     

单向流边界层泥沙起动规律

Shields曲线常用于表示泥沙起动的临界条件,基于边界层理论,对Shields曲线各个流区的线型进行了推证;考虑粘结力的作用,对Shields参数及Shields曲线进行了修正,并给出修正Shields曲线表达式;在此基础之上,从边界层角度重新阐述了Shields曲线。结果表明:Shields曲线在光滑紊流及层流区呈直线分布,在过渡区与阻力系数线型保持一致,在粗糙紊流区呈水平直线分布;修正后Shields曲线与原始Shields曲线在形式上保持一致,修正Shields曲线表达式与实测数据吻合较好,适用于粗、细颗粒泥沙起动条件的计算;Shields曲线事实上代表了Shields参数与沙粒周围绕流流态的关系,同一颗粒处于不同流区起动时,其起动切应力不同。     

吸附状态下钉螺起动流速的试验研究

为防止钉螺随河渠水系扩散,必须研究动水中钉螺运动规律,通过试验研究测试了钉螺吸附在水槽底和边壁上时的起动流速;应用河流动力学和生物力学理论推导了吸附状态下钉螺起动流速公式;研究分析了影响钉螺起动流速的各种因素。结果表明,由于钉螺具有较强的吸附能力,它在开厣吸附状态下的起动流速要远大于它在闭厣无吸附状态下的起动流速,但由于钉螺生物特性个体差异较大,吸附状态下钉螺的起动流速有一个较大的变化范围。     

小秦岭金矿区碾头岔矿渣型泥石流特征值计算

泥石流的运动参数是泥石流研究的主要内容和防治设计的重要基础。以矿渣型泥石流为对象,通过地形测量和工程地质测绘查明,碾头岔地形陡峻,沟道顺直,为泥石流的形成提供了有利的地形条件。通过钻探、坑槽探发现可能的物源包括矿渣、坡面松散层及小型沟岸滑塌体。工程力学分析表明,采矿废渣在自重状态下的稳定性系数为1.022~1.063,处于欠稳定和基本稳定之间;在自重+暴雨状态下,稳定性系数介于0.889~0.947之间,属于不稳定状态,是研究区内的主要物源。根据降雨量数据计算出碾头岔沟最大洪峰流量大于30m~3/s。在此水动力条件下,预测了泥石流发生时流体重度值为22.80k N/m~3,泥石流流速为5.11m/s;估算了20年、50年和100年一遇洪水的泥石流流量分别为4.31m~3/s、44.6m~3/s和95.5m3~/s,计算得到泥石流整体冲击力为58.34k Pa,超高2.13m,泥石流堆积区的最大危险范围0.21km~2,为小秦岭金矿区矿渣型泥石流防治工程方案的设计提供了基础参数。     

基于B超成像的泥沙起动流速测量方法

床面上泥沙颗粒的起动测量一直是泥沙运动规律研究的难题。为此,提出了一种基于B超成像技术的泥沙起动流速测量方法。在模型试验水槽中,该方法利用B超仪获取水下地形及其附近粒子的运行图像,通过图像处理技术分析统计床面附近运动粒子的成像光斑个数,并分析其与流速之间的关系。结果表明,B超成像光斑个数在泥沙起动过程中存在一个突变过程,且该突变过程与泥沙起动运动相对应,可用来判定泥沙起动及其对应的起动流速,并利用该流速下的床面地形变化验证了该方法的正确性。该方法具有无扰动无干扰、适合于清水和浑水、易于实现自动化测量的特点。     

古尔班通古特沙漠生物结皮对地表风蚀作用影响的风洞实验

古尔班通古特沙漠4种类型生物结皮的风洞实验表明, 其对地表风蚀影响甚大, 且随结皮类型及其破损度不同而呈明显的变化. 在25～30 m·s-1的风速下, 未经扰动的4类生物结皮均未发现沙粒起动和地表风蚀现象. 相同破损率条件下, 起动风速以苔藓结皮最大、 地衣结皮次之、 藻结皮和藻类地衣结皮最小. 裸沙面在8.42 m·s-1的起沙风作用下, 风蚀强度为0.09 g·m-2·s-1, 25 m*s-1时为1214.82 g·m-2·s-1. 在同等风速吹蚀下, 4类结皮的风蚀率最大不超过裸沙面的8.95%. 随着破损率的增大和风速的加强, 风蚀强度显著增大. 在数量级和变化趋势上以苔藓和地衣结皮相似, 变化于0～23.67 g·m-2·s-1之间; 藻结皮和藻类地衣结皮相近, 变化于0～69.00 g·m-2·min-1之间. 根据该沙漠的风能环境分析和风洞实验结果, 为了不致产生风蚀, 人类放牧等经济活动应以不造成30%以上的地表结皮破损为宜, 特别是在春夏两季的强风盛行期更要谨慎处之.     

海南日月湾海域表层沉积物分布特征与运移趋势

海南日月湾是典型的岬角弧形海湾,海岸类型多样,底质粒级较粗。基于实测的海流、表层沉积物粒度数据,分析了海南日月湾海域表层沉积物的分布特征,计算了泥沙起动流速与表层沉积物输运通量,探讨了表层沉积物运移趋势。结果表明,研究区表层沉积物颗粒较粗,整体以含砾砂为主,其次为砾质砂、砂、砂质砾和粉砂质砂,呈圆斑状零星分布;沉积物粒级组分从最细的黏土到最粗的砾均有分布,细颗粒主要分布于研究区东侧和西侧近岸海域,粗颗粒呈NS向条带状分布于研究区中南部海域,呈现中部分选差、周边分选好的特征;研究区泥沙起动流速在近岸自东北向西南递增,在远岸自东北向西南先减小后增大,粒径对泥沙起动流速的影响大于水深,靠近分界洲岛海域,单纯的潮流作用只能使部分颗粒发生再悬浮,表层沉积物平均日净输运通量介于0.04～3.7 kg m−1 d−1,净输沙方向总体呈SW向,平均日净输运通量在东北侧海域明显高于西南侧海域,涨潮段单宽输沙率略大于落潮段单宽输沙率（R4站位除外）,涨、落潮段输沙方向基本一致。     

河床冲刷粗化多步预报模式研究

运用概率论与力学分析相结合的方法,提出了考虑非均匀沙隐暴效应的泥沙起动概率计算模式,并在已有研究成果的基础上,建立了以泥沙起动概率为核心的河床冲刷粗化多步预报模式,该模式可同时满足预报粗化层级配和冲刷深度的要求。实测资料验证表明,此模式具有较好的预报效果。     

秦巴地区次生金异常地表含矿性判别及矿体定位估算

在分析金粒在水系中运移、落淤和在土壤中扩散动力条件的基础上,本文建立了五万分之一水系沉积物测量金异常地表含矿性的判别公式,阐述了推算异常内矿石最高金品位的方法并计算了秦巴地区的判别指数;总结出万分之一土壤测量矿致金异常的标志特征、矿体定位的估算公式及各级次地形坡度角的系数和常数。这些公式、方法,有较大的实用意义。