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《沖積河流水流泥沙運動基本規(guī)律的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、河海大學(xué)博士學(xué)位論文沖積河流水流泥沙運動基本規(guī)律的研究姓名：黃才安申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：港口、海岸及近海工程指導(dǎo)教師：嚴(yán)愷;陳志昌20040301摘要本文利用大量的實測輸沙資料，對水流泥沙運動規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié)和研究，初步得到了一系列既有理論基礎(chǔ)又有適用價值的理論和方法，其主要的研究內(nèi)容及所得到的結(jié)論有以下幾個方面：1．建立了泥沙運動數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫包含9112組實驗室水槽資料和6013組天然河道資料，與前人所編的泥沙運動數(shù)據(jù)庫相比，資料的數(shù)目大大增加。2．探討了與泥沙運動有關(guān)的五個基本問題。分別為：一是根據(jù)床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)的定義。建立了床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)臨界粒徑劃
2、分的新方法；二是在對泥沙起動條件討論的基礎(chǔ)上，建立了泥沙起動的無因次l臨界單位水流功率，進(jìn)一步完善了泥沙起動的有關(guān)理論；三是對泥沙的運動狀態(tài)劃分的問題進(jìn)行了討論，利用大量的實測資料比較得到：不同泥沙運動狀態(tài)下輸沙強(qiáng)度與水流強(qiáng)度的關(guān)系并無明顯不同，即不同泥沙運動狀態(tài)下輸沙規(guī)律是相同的；四是由理論上推導(dǎo)得到了挾沙水流流速分布變k模式與Coleman模式之間的關(guān)系，同時對挾沙水流流速分布的變k模式進(jìn)行了進(jìn)一步研究，認(rèn)為k值在垂線上是變化的，從而將變k模式的使用范圍擴(kuò)大到近底層；五是在考慮泥沙顆粒碰撞擴(kuò)散的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了泥沙濃度沿垂線的分布規(guī)律。3．研究了泥沙輸移強(qiáng)度的計
3、算問題。泥沙輸沙公式的精度關(guān)鍵取決于水流強(qiáng)度指標(biāo)的選取，在對現(xiàn)有水流強(qiáng)度指標(biāo)總結(jié)的基礎(chǔ)上．得到了一個能概括現(xiàn)有切應(yīng)力、平均流速、功率等指標(biāo)的統(tǒng)一的水流強(qiáng)度指標(biāo)形式，并對現(xiàn)有各種水流強(qiáng)度指標(biāo)與輸沙強(qiáng)度的關(guān)系進(jìn)行了對比，在此基礎(chǔ)上建立了一般形式的泥沙輸移強(qiáng)度計算公式，該公式可概括現(xiàn)有的各種泥沙輸移強(qiáng)度計算公式，同時利用大量的實測資料對此一般形式的泥沙輸移強(qiáng)度計算公式進(jìn)行了率定及驗證。利用超過5000組資料，比較了包含本文公式在內(nèi)的31種輸沙強(qiáng)度計算公式在計算天然均勻沙時的精度，結(jié)果認(rèn)為本文公式、Karim-Kennedy、Engelund-Hansen、Ackers-
4、White、Brownlie、Peterson-Peterson、Basson、Yang、王士強(qiáng)等公式是幾個值得推薦的輸沙公式。4．研究了動床床面阻力問題。本文采用兩種方法研究了動床阻力問題。一是從不同的床面阻力單元出發(fā)，利用泥沙起動與定床阻力之間的相似性研究了靜平整床面的阻力，建立了靜平整床面阻力與能坡之間的關(guān)系式，并將此式用于沙粒阻力的計算。從挾沙水流的平均能量方程出發(fā)，得到了推移質(zhì)附加阻力的計算公式及懸移質(zhì)附加阻力計算公式，并對挾沙水流的阻力進(jìn)行了討論。在引入沙波阻力的有關(guān)計算公式后，即可將以上幾種阻力單元疊加計算河流總阻力。二是直接研究河床總阻力，類比En
5、gelund的方法，建立了總水流功率與沙粒水流功率的關(guān)系。利用近10000組資料，比較了包含本文公式在內(nèi)的23種動床阻力計算公式，在已知流量、能坡和泥沙粒徑時預(yù)測水深的計算精度。結(jié)果表明，Peterson-Peterson、Wu-Wang、Whiteeta1．、本文模式II、vanmin、Engelund、Karim等，是幾個值得推薦的公式。關(guān)鍵詞：泥沙輸移，泥沙運動數(shù)據(jù)庫，輸沙強(qiáng)度，動床阻力，水流強(qiáng)度指標(biāo)，能量平衡ABSTRACTThebasiclawsofflowandsedimenttransp011havebeenstudiedbyusingofa10to
6、fmeasuredsedimenttransportdata,andalotoftheoriesandmethodswhichbothhavetheorybasisandpracticalvaluehavebeenproposed．Themaincontentsandresultsofthispapefconsistofthefollowingaspects1．Thesedimenttransportdat曲asehasbeenputuD，Thisdatabaseinclude9112setsofexperimentaldataand6013setsofnatur
7、alriverdata．Comparedwithexistingsedimenttransportdatabase，thedatabaseofthisPaperhavemoredatasetsthanothers．2．Fivebasicproblems，whichrelatewithsedimenttransport，havebeendiscussed．First。basedonthedefinitionofbedmaterialloadandwashload．newmethodwhichdelineatingbedmateriallcadandwashlcadh
8、asbee
