长江口非均匀悬移质的输移

论文摘要

非均匀沙输移是河流动力学的前沿问题,水流挟沙能力作为泥沙数学模型的关键参数或底部边界条件,是解决河流、河口与海岸泥沙冲刷淤积问题的关键所在。论文针对长江口非均匀悬移质的输移开展研究,具有重要的理论意义及应用价值。论文结合量纲分析建立了以时变Froude数和颗粒雷诺数为变量的非均匀沙第k粒级水流挟沙能力公式,考虑了隐阻作用系数以体现非均匀沙不同颗粒之间的相互作用。公式包含了临界悬浮条件,将临界悬浮条件和水流挟沙能力有机联系起来。非均匀沙第k粒级水流挟沙能力公式与总水流挟沙能力公式和谐一致,其中非均匀沙平均沉速等于非均匀沙分级沉速的几何平均,且公式对均匀沙具有自适应性,理论上更加合理。首次提出最大颗粒雷诺数的概念,建立了最大颗粒雷诺数与水流参数及边界条件的关系,作为一种新的临界悬浮条件,能直观地判断泥沙的悬浮状态。采用高速摄像与分级染色沙的方法在水槽中进行非均匀沙临界悬浮试验,确定了最大颗粒雷诺数公式中的系数。与著名的van Rijn公式对比显示,本文公式计算精度更高。利用4组均匀沙水槽试验资料率定水流挟沙能力公式的系数,并用5家121组河流实测资料对非均匀水流挟沙能力公式进行校验,计算值与实测值符合良好。基于潮汐河口瞬间平衡概念,从长江、钱塘江和椒江3个河口实测资料中提取平衡含沙量和相应水流泥沙参数,将水流挟沙能力公式拓展至河口。基于非均匀沙水流挟沙能力建立河床变形方程,进而构建河口非恒定非均匀沙冲淤模式。据此计算分析了历年长江口北槽航道全潮冲淤厚度,发现北槽在时间上经历了由冲刷变为淤积、进而发展到显著淤积的过程;在空间上表现为以中段CSW断面淤积最大、向上下游淤积减小甚至冲刷的分布格局。比较分析了涨、落潮流期间的冲淤厚度及其变化,发现涨、落潮流引起的河床冲淤有显著差异,呈涨潮流淤积落潮流冲刷的现象。基于非均匀沙水流挟沙能力公式建立了适合任意断面形态函数的分汊河道水力几何形态关系,汊道与单一河道过水面积之比为分流比的6/7次方。将水力几何形态关系用于长江感潮河段汊道,获得平衡水深与多年平均水深相一致,表明提出的水力几何形态关系是可靠的,据此预测了若干汊道工程后的平衡水深,为航道治理提供新的思路。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 高运

导师: 孙志林

关键词: 非均匀沙,水流挟沙能力,最大颗粒雷诺数,悬移质,汊道平衡水深,水槽试验,长江口

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 浙江大学

基金: 国家重点研发计划项目(2016YFC0402305-02,2016YFC0402303-02)

分类号: TV148

DOI: 10.27461/d.cnki.gzjdx.2019.000211

总页数: 120

文件大小: 8161K

下载量: 97

相关论文文献

• [1].非均匀沙的运动特性与规律[J]. 华北水利水电学院学报 2008(04)
• [2].基于等效粒径概念的非均匀沙起动条件[J]. 水利学报 2011(01)
• [3].黏性非均匀沙的冲刷[J]. 泥沙研究 2011(03)
• [4].宽级配非均匀沙运动特性研究[J]. 人民长江 2011(13)
• [5].非均匀沙运动特性试验[J]. 水科学进展 2016(06)
• [6].坡面非均匀沙起动规律研究综述[J]. 武汉大学学报(工学版) 2013(04)
• [7].长江中游非均匀沙冲淤对来水来沙响应初步分析[J]. 水力发电学报 2011(06)
• [8].非均匀沙分级起动流速研究[J]. 四川大学学报(工程科学版) 2008(05)
• [9].水库非均匀沙恢复饱和系数特性[J]. 武汉大学学报(工学版) 2018(09)
• [10].渗流作用下的岸坡非均匀沙起动[J]. 水利水电技术 2014(01)
• [11].非均匀沙质河床桥梁基础局部冲刷研究综述[J]. 吉林水利 2019(06)
• [12].非均匀沙起动研究[J]. 价值工程 2012(06)
• [13].非均匀沙起动流速研究与比较[J]. 四川大学学报(工程科学版) 2008(01)
• [14].平衡输沙条件下非均匀推移质运动特性[J]. 应用基础与工程科学学报 2013(04)
• [15].浑水推移质分组输沙研究[J]. 水利学报 2012(01)
• [16].三维空间下非均匀泥沙絮团分形维数计算方法比较[J]. 应用力学学报 2012(06)
• [17].水槽中的非均匀沙起动流速研究[J]. 水电能源科学 2011(03)
• [18].非均匀沙的跃移计算[J]. 中国沙漠 2011(03)
• [19].非均匀沙干容重计算方法的探讨[J]. 武汉大学学报(工学版) 2010(03)
• [20].非均匀悬移质泥沙弥散速度本构方程[J]. 水力发电学报 2019(03)
• [21].基于等效粒径的无粘性泥沙起动条件对比研究[J]. 水科学进展 2011(01)
• [22].枢纽下游河床清水冲刷粗化研究综述[J]. 水道港口 2008(02)
• [23].考虑侧向出沙的河网非均匀沙输移[J]. 水利学报 2016(01)
• [24].均匀沙相对隐蔽度分布形式初探[J]. 人民长江 2011(10)
• [25].基于休止角模型的非均匀沙分级起动流速公式[J]. 四川大学学报(工程科学版) 2013(05)
• [26].引黄灌区非均匀沙的输送机理研究[J]. 灌溉排水学报 2008(06)
• [27].基于图像识别的推移质输沙率检测技术研究[J]. 水力发电学报 2015(09)
• [28].基于阻力特性的粗糙度计算方法[J]. 水力发电学报 2019(06)
• [29].无黏性泥沙休止角与表层沙摩擦角试验[J]. 天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2015(11)
• [30].泥沙颗粒休止角与表层沙摩擦角研究进展[J]. 水力发电学报 2015(10)

标签：非均匀沙论文;  水流挟沙能力论文;  最大颗粒雷诺数论文;  悬移质论文;  汊道平衡水深论文;  水槽试验论文;  长江口论文;