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    188宝金博页面版: 粗化层形成过程中水沙特性试验

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    内容提示： 第 !" 卷增刊第 ! 期$%&’!" ()**&+,+-. /%’!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展1 7+48-%&%9: %; <3.+= >+5%)=4+5!##" 年 " 月?)&’ !##"0123-4+5 6- (46+-4+ 3-!基金项目 ： 四川大学青年科学研究基金 （!##@AB）；国家自 然科学基金 （@#C#D#E!；@#@"D#CE）作者简介： 王宪业 （EDB!—），男，河北冀州人，硕士研究生，从事水力学及河流动力学研究。 FG,36&： HI:+!###J.%,’ 4%,粗化层形成过程中水沙特性试验王宪业，黄尔，杨青远，王协康，刘兴年（四川大学水力学与...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：663 | 上传日期：2013-10-15 18:28:10 | 文档星级：
    第 !" 卷增刊第 ! 期$%&’!" ()**&+,+-. /%’!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !水 利 水 电 科 技 进 展1 7+48-%&%9: %; <3.+= >+5%)=4+5!##" 年 " 月?)&’ !##"0123-4+5 6- (46+-4+ 3-!基金项目 ： 四川大学青年科学研究基金 （!##@AB）；国家自 然科学基金 （@#C#D#E!；@#@"D#CE）作者简介： 王宪业 （EDB!—），男，河北冀州人，硕士研究生，从事水力学及河流动力学研究。 FG,36&： HI:+!###J.%,’ 4%,粗化层形成过程中水沙特性试验王宪业，黄尔，杨青远，王协康，刘兴年（四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川 成都AE##A@）摘要： 通过水槽试验， 对卵砾石 粗化层形成和破坏时近底水流结构特性和输沙率变化过程进行测量。 结果表明： 随着河床粗化程度的增加， 近底水流结构紊动强度增大， 时均流速沿水深分布偏离对数律； 粗化层形成与再破坏过程中， 推移质输沙率均以指数形式衰减， 床沙中 细颗粒的减少使粗化的历时增加， 峰值增大。关键词： 输沙率； 粗化层； 水流结构； 卵砾石 河床； 水沙特性试验文献标识码： 0中图分类号： 7$EC文章编号：E##A!"AC" （!##"）(!!##@D!#C我国西南山区卵砾石河道河床质级配宽， 由于特定的来水来沙条件，造成其河床组成粒径粗，在水流作用下极易形成粗化保护层。 河道粗化层的形成与破坏对河道推移质输沙率的影响较大， 呈现阵发性、脉动性、间隙性特征， 研究卵砾石河床的粗化层形成与破坏机理具有重要的理论价值和实践意义。卵砾石推移质的运动过程， 研究者常常从床面可动与不可动层［E!!］、 床沙粗化与细化［K!C］及床面暴露度等研究概念着手， 探讨其运动规律。 L36-.3&［@］利用MF>NF> 绝对暴露度观点， 假设暴露度分布为均匀分布，提出了考虑暴露度及其分布的泥沙起动概率计算方法。 韩其为等［A］提出了相对暴露度的概念，并假设它服从均匀分布。 刘兴年等［"!B］在平衡输沙实验中对暴露度进行了实测， 倾向于认为暴露度并非均匀分布。 何文社等［D］回顾了对暴露度研究的现状及存在的问题， 提出了一种定义暴露度的方法及其计算式，同时得到了计算暴露度及暴露度系数的表达式。由于卵砾石推移质运动主要取决于近底水流结构的变化，如张启卫［E#］指出粗细颗粒之间的隐暴作用是由于大颗粒泥沙背流面的漩涡和大颗粒泥沙突出于河床上受到水流有效作用而引 起。 方红卫［EE］结合水流底速的脉动用暴露度作为河底边界随机组成的特征量。 孙志林等［E!!EK］基于床沙分布的随机特性，运用统计理论建立了反映非均匀沙起动特点的起动流速公式， 导出了粗化过程中输沙率随时间呈指数衰减规律变化的计算公式。 郭志学等［EC］通过泥沙颗粒只在小范围对水流结构有影响的假定，推导了以粒径为参变量的水流流速公式。许全喜等［E@］考虑非均匀沙的起动特点， 用概率论与力学分析相结合的方法， 提出了同时预报粗化层级配与冲刷深度的多步预报模式。 刘金梅等［EA］以床沙交换速率为基。 探讨了床沙粗化对不平衡输沙的影响。 王协康等［E"］以试验为基。 分析了河床粗化稳定床面高度变化统计量与水流阻力 的关系。由上述分析可知，目前对于粗颗粒的泥沙过程，主要从床面特征、起动流速、输沙率等方面进行独自研究，而将其综合考虑的研究并不多见。 本文将以卵砾石输沙过程的典型试验， 即粗化层形成与破坏着手，通过观测床面近底水流紊动特征与输沙率脉动变化过程，力图揭示其相互作用机理。!试验概况试验在四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室长 EA,、宽 #OC#,、深 #O@#, 的变坡水槽中进行，采用 !,,，K ,,，@ ,,，E# ,, 泥沙依不同比例混合铺设于槽底。 本次试验共有 @ 组， 组次 !，K，C 分别以组次 E， !， K 的粗化床面为初始床面， 其中组次 E，! 和 K 流量相同， 但水深稍有不同， 组次 C和 @ 具有相同的流量， 但床沙组成及床面初始形态存在一定的差异， 组次 @ 的床沙组成及级配与前 C?D@?水利水电科技进展， !##"， !" （ (!）!"#： #!@!BK"BAKK@$%&’(#： )*J ++, - "., - /0+112： 33445 - ++, - "., - /0

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