非均勻細(xì)沙的沉速及水流挾沙力試驗(yàn)研究.pdf

1、非均勻細(xì)顆粒泥沙的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)巾的基本問(wèn)題之一,許多港口和水庫(kù)的泥沙問(wèn)題都屬于細(xì)顆粒泥沙的范疇,對(duì)細(xì)顆粒泥沙的研究具有較大的科學(xué)理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。以三峽庫(kù)區(qū)淤積的天然非均勻細(xì)顆粒泥沙作為研究對(duì)象,本文分別進(jìn)行了群體沉速和水流挾沙力的試驗(yàn)研究。
　　 針對(duì)現(xiàn)有泥沙沉速試驗(yàn)研究方法中存在的缺陷和不足,提出了基于圖像灰度的細(xì)顆粒泥沙群體沉速試驗(yàn)方法,并自主開(kāi)發(fā)一套細(xì)顆粒泥沙群體沉速試驗(yàn)系統(tǒng)。該方法基于不同濃度渾水透光差

2、異性的原理,將不同含沙濃度采用圖像的灰度值來(lái)表示,根據(jù)不同沉降歷時(shí)下圖像灰度值的變化來(lái)反應(yīng)泥沙濃度的變化以推求泥沙的沉速。本文進(jìn)行了4組不同初始含沙濃度的沉降試驗(yàn),得到了沉速隨時(shí)問(wèn)和濃度的變化規(guī)律,擬合出細(xì)沙群體沉速的計(jì)算式,并給出三峽庫(kù)區(qū)淤積的天然非均勻細(xì)顆粒泥沙的平均沉速參考值。本試驗(yàn)方法利于全面觀(guān)察試驗(yàn)水體的含沙量、降低實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)試驗(yàn)水體的擾動(dòng),缺點(diǎn)是試驗(yàn)條件(特別是光線(xiàn)條件)對(duì)試驗(yàn)的影響較大,對(duì)其控制還有待進(jìn)一步的改善和提高。

3、
　　 采用兩種水流挾沙飽和狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水槽試驗(yàn),并利用本文的沉速試驗(yàn)結(jié)果,研究了非均勻細(xì)沙的水流挾沙力。第一種方法將介于泥沙完全沖刷的狀態(tài)與少量落淤之間的臨界點(diǎn)作為水流挾沙力飽和的臨界點(diǎn),進(jìn)行不同水深、流速、坡降的試驗(yàn)。第二種方法是在水流底部供沙源充足的情況下采用濁度儀測(cè)量水流含沙量,當(dāng)水流含沙量趨于穩(wěn)定時(shí)即為水流挾沙力的飽和狀態(tài),進(jìn)行不同水深和流速的試驗(yàn)。兩種方法的試驗(yàn)結(jié)果均與張瑞瑾公式進(jìn)行了比較,差異較大,根據(jù)第一種