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基于激光粒度仪的悬移质泥沙颗粒级配试验研究

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水利水电快报 2024年第7期45卷 13-17页

作者：吴文刘铁林茶映鹏抚河水文水资源监测中心江西抚州344000 江西省水文监测中心江西南昌330000 南昌工程学院江西南昌330099

为探究国产激光粒度仪应用于悬移质泥沙颗粒级配分析时的准确性及适用性,以赣江外洲水文站为例,利用国产YRCC.NEG-2800型激光粒度仪和马尔文激光粒度仪对河流泥沙开展了准确性、重复性、平行性试验,并采用最小二乘法分析了两者试验结果... 详细信息

为探究国产激光粒度仪应用于悬移质泥沙颗粒级配分析时的准确性及适用性,以赣江外洲水文站为例,利用国产YRCC.NEG-2800型激光粒度仪和马尔文激光粒度仪对河流泥沙开展了准确性、重复性、平行性试验,并采用最小二乘法分析了两者试验结果的相关关系。结果表明:国产激光粒度仪的准确性、重复性、平行性误差小于3%,达到SL 42-2010《河流泥沙颗粒分析规程》要求,可应用于江西省河流悬移质泥沙颗粒级配分析。国产激光粒度仪与马尔文激光粒度仪的比测误差小,测试样本中最大误差仅为1.12%,分析的成果精度高。

关键词：颗粒级配悬移质激光粒度仪最小二乘法外洲水文站赣江

极端降雨事件下三峡库区中部多尺度嵌套小流域径流泥沙特征分析

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三峡生态环境监测 2024年

作者：闫洋洋黄智华严坤王玉宽逯亚峰中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所三峡工程运行安全综合监测系统万州典型区水土保持监测站中国水利水电科学研究院

为研究三峡库区中部泥沙来源及类型分布，本文基于中国科学院成都山地灾害与环境研究所万州典型区水土保持监测站多尺度嵌套小流域2003—2022年降雨极值与泥沙特征数据，利用Mann-Kendall 秩相关检验，深入分析了库区流域内输沙量趋势... 详细信息

为研究三峡库区中部泥沙来源及类型分布，本文基于中国科学院成都山地灾害与环境研究所万州典型区水土保持监测站多尺度嵌套小流域2003—2022年降雨极值与泥沙特征数据，利用Mann-Kendall 秩相关检验，深入分析了库区流域内输沙量趋势变化及其与降雨极值之间关系。结果表明：（1）三峡库区中部典型区小流域降雨分布从“密集型小降雨”向“集中性强降雨”发生转变，且降雨天数和中雨、大雨以及暴雨天气有明显增加趋势；（2）支沟向出口汇聚过程中，部分推移质泥沙沉积，但在极端降雨时，沉积泥沙再次启动汇入下游，且极端降雨事件下流域坡面泥沙主要以悬移质形式流失；（3）由于人为活动的影响，嵌套小流域内各支沟和集水区的侵蚀模数存在显著差异，最大侵蚀模数与最小侵蚀模数之间的比值高达10.71倍。同时，小流域及其嵌套支沟的年侵蚀模数呈现不同程度增加的趋势，并在极端降水事件频繁发生的2020年达到最大值。（4）虽然三峡库区中部典型区小流域降雨整体上有降低趋势，但极端性的降雨频发仍是水土流失防治的重点区域。因此，针对频发的极端性降雨侵蚀特征及其小流域内泥沙迁移规律，加强小流域推移质与悬移质源头生态风险排除与治理，稳固河道沉积泥沙将有效降低小流域把口站泥沙的输出。

关键词：三峡库区中部典型区极端降雨悬移质推移质

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规划水库坝址水沙特性分析及泥沙防控

水资源研究 2024年第1期13卷 76-81页

作者：付帅石永恩长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局重庆

根据孙水河流域水资源特性及季节分配特点,流域内的地质、自然状况等,兴建水库对于防洪排涝,解决干旱缺水,保持生态平衡有着至关重要作用。通过对孙水河下游孙水关水文站水文资料的水沙特性分析,采用面积比拟法来推算输沙量、含沙量,通... 详细信息

根据孙水河流域水资源特性及季节分配特点,流域内的地质、自然状况等,兴建水库对于防洪排涝,解决干旱缺水,保持生态平衡有着至关重要作用。通过对孙水河下游孙水关水文站水文资料的水沙特性分析,采用面积比拟法来推算输沙量、含沙量,通过面积雨量来修正径流量。得出规划中的米市水库具有输沙率大、含沙量高、颗粒粒径大、水大沙大的特性,其泥沙来源、数量及时空变化没有规律可循。在这样多沙的河流上修建水利枢纽,掌握水沙运动和河床冲淤演变情况,调查清楚河流特性及影响因素,选择适当的引水方案及防沙排沙措施,减少泥沙的危害,是水库兴建过程中需要考虑的因素。

关键词：输沙量含沙量颗粒粒径悬移质推移质

极端降雨事件下三峡库区中部多尺度嵌套小流域径流泥沙特征分析

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三峡生态环境监测 2024年第2期9卷 67-77页

作者：闫洋洋黄智华严坤王玉宽逯亚峰中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610299 三峡工程运行安全综合监测系统万州典型区水土保持监测站重庆万州404020 中国水利水电科学研究院北京100038

为研究三峡库区中部泥沙来源及类型分布,本文基于中国科学院成都山地灾害与环境研究所万州典型区水土保持监测站多尺度嵌套小流域2003—2022年降雨极值与泥沙特征数据,利用Mann-Kendall秩相关检验,深入分析了库区流域内输沙量趋势变化... 详细信息

为研究三峡库区中部泥沙来源及类型分布,本文基于中国科学院成都山地灾害与环境研究所万州典型区水土保持监测站多尺度嵌套小流域2003—2022年降雨极值与泥沙特征数据,利用Mann-Kendall秩相关检验,深入分析了库区流域内输沙量趋势变化及其与降雨极值之间的关系。结果表明:(1)三峡库区中部典型区小流域降雨天数和中雨、大雨以及暴雨天数有明显增加趋势;(2)支沟向出口汇聚过程中,部分推移质泥沙沉积,但在极端降雨时,沉积泥沙再次启动汇入下游,且极端降雨事件下流域坡面泥沙主要以悬移质形式流失;(3)由于人为活动的影响,嵌套小流域内各支沟和集水区的侵蚀模数存在显著差异,最大侵蚀模数与最小侵蚀模数之间的比值高达10.71。同时,小流域及其嵌套支沟的年侵蚀模数呈现不同程度增加的趋势,并在极端降水事件频繁发生的2020年达到最大值。(4)虽然三峡库区中部典型区小流域降雨整体上有降低趋势,但极端性的降雨频发仍是水土流失防治的重点区域。因此,针对频发的极端性降雨侵蚀特征及其小流域内泥沙迁移规律,加强小流域推移质与悬移质源头生态风险排除与治理,稳固河道沉积泥沙将有效降低小流域把口站泥沙的输出。

关键词：三峡库区中部典型区极端降雨悬移质推移质

三峡建库后沙市—汉口河段悬移质分组冲淤变化规律

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水科学进展 2022年第3期33卷 495-505页

作者：陈栋朱勇辉李凌云长江科学院水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室湖北武汉430010

水库下游河道冲淤调整是一个长期复杂的过程,对防洪、航运、生态等均会产生一定影响。为探究长江中游沙市—汉口河段演变趋势并为不利变化的防控提供参考,分析了三峡建库后悬移质分组冲淤时空变化规律:建库后,沙市—监利河段各粒径组泥... 详细信息

水库下游河道冲淤调整是一个长期复杂的过程,对防洪、航运、生态等均会产生一定影响。为探究长江中游沙市—汉口河段演变趋势并为不利变化的防控提供参考,分析了三峡建库后悬移质分组冲淤时空变化规律:建库后,沙市—监利河段各粒径组泥沙均发生冲刷,沙市流量为10000~25000 m^(3)/s时,0.125~0.250 mm粒径组泥沙冲刷量最大;以0.125 mm为粗细颗粒分界粒径,监利—螺山段呈现汛期、蓄水期“粗淤”而枯水期、消落期“冲细”现象;螺山—汉口段各粒径组泥沙均发生冲刷,且流量越大冲刷量越大。在此基础上,通过建立流量—分组输沙量关系并根据水流挟沙力公式,发现建库后沙市—监利、螺山—汉口河段冲淤受泥沙、水力因素共同作用,其中泥沙因素对沙市—监利河段影响大于螺山—汉口河段;监利—螺山河段“淤粗冲细”主要受含沙量恢复程度的影响,与上游河床冲刷补给及本河段粗、细颗粒泥沙交换有关,反映了冲刷条件下河道通过水流挟沙能力级配调整加大输沙能力。

关键词：悬移质流量—分组输沙量关系淤粗冲细挟沙能力级配长江中游

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不平衡输沙悬移质粒径级配的垂线分布规律

泥沙研究 2022年第4期47卷 1-7页

作者：马子普郭庆超关见朝乐茂华黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心河南郑州45003 流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 中国水利水电科学研究院北京100038

基于不平衡输沙含沙量垂线分布公式,推导得到不平衡输沙条件下的悬移质粒径级配垂线分布公式,分析了悬移质泥沙粒径级配及中值粒径的沿程变化规律。结果表明:“上细下粗”的粒径级配垂线分布规律同样适用于不平衡输沙条件,冲刷时该规律... 详细信息

基于不平衡输沙含沙量垂线分布公式,推导得到不平衡输沙条件下的悬移质粒径级配垂线分布公式,分析了悬移质泥沙粒径级配及中值粒径的沿程变化规律。结果表明:“上细下粗”的粒径级配垂线分布规律同样适用于不平衡输沙条件,冲刷时该规律最为明显,平衡时次之,淤积时最不明显。不平衡输沙过程中不同水深处的悬移质级配差异较大。底部含沙量及级配相同时,同一高度水层处冲刷时的泥沙级配较淤积时细。单向冲刷过程中,各水层悬移质中值粒径沿程逐渐变粗;单向淤积过程中,各水层悬移质中值粒径沿程逐渐变细。悬移质级配调整的速度,下部水层明显快于上部水层。相同水力条件与床沙组成及河床边界条件下,达到饱和时的悬移质级配及中值粒径相同。

关键词：不平衡输沙悬移质粒径级配非饱和度参数中值粒径

台风“山竹”过境期间伶仃洋潮流悬移质变化研究

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泥沙研究 2022年第5期47卷 30-36页

作者：杨裕桂卢陈吴尧袁菲珠江水利委员会珠江水利科学研究院广东广州510611

针对台风过境期间伶仃洋潮流悬移质变化特征及其机理,根据珠江河口原型观测站在“山竹”台风期间的实测气象和水文数据,对比分析台风过境前与过境期间伶仃洋流速流向、波高和含沙量的变化特征。通过计算波浪剪切应力与波-流联合剪切应力... 详细信息

针对台风过境期间伶仃洋潮流悬移质变化特征及其机理,根据珠江河口原型观测站在“山竹”台风期间的实测气象和水文数据,对比分析台风过境前与过境期间伶仃洋流速流向、波高和含沙量的变化特征。通过计算波浪剪切应力与波-流联合剪切应力,分析悬移质与波浪和潮流的响应机制。研究结果显示,台风期间的风、潮流、波浪、含沙量和输沙量较平常条件时呈倍数增长,水域的平面流速分布和垂向流速结构均发生明显改变。波-流联合剪切应力与含沙量呈明显正相关,受台风影响,波-流联合剪切应力急剧增大,掀起河床底部泥沙颗粒,是水体含沙量快速增大的主要原因。

关键词：台风悬移质波-流联合剪切应力伶仃洋

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悬移质泥沙输移扩散方程适用条件的讨论

水利学报 2018年第6期49卷 694-702页

作者：张磊关见朝王友胜胡智丹王协康中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 水利部水文局北京100053 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610065

悬移质泥沙的输移扩散是泥沙运动力学的基础问题之一,学者们基于不同理论对其运动规律开展了深入研究。基于已有研究,本文主要讨论了不同理论下扩散方程的适用条件。研究结果表明,传统的Rouse扩散方程及其修正式仅适用于泥沙浓度较低、... 详细信息

悬移质泥沙的输移扩散是泥沙运动力学的基础问题之一,学者们基于不同理论对其运动规律开展了深入研究。基于已有研究,本文主要讨论了不同理论下扩散方程的适用条件。研究结果表明,传统的Rouse扩散方程及其修正式仅适用于泥沙浓度较低、颗粒惯性小至可忽略的条件;两相流理论下的扩散方程由于未考虑颗粒惯性效应,同样只适用于浓度较低、颗粒较小的条件;近期Snehasis Kundul和Koeli Ghoshal基于漂移速度建立的扩散方程由于考虑了升力、颗粒惯性等因素对悬移质分布的影响,使其适用范围相应变大,但在确定泥沙扩散系数上仍然采用的是经验公式,应用上会受到实验资料的限制。基于动理学理论的扩散模型包括基于PDF方程的扩散方程和弥散方程。两个模型中,除了重力沉降和紊流扩散作用外,由于考虑了升力、颗粒紊动、颗粒惯性等影响因素,其在浓度较高、颗粒惯性较大时仍适用,具有普适性。尤其是弥散方程,能够反映颗粒浓度、颗粒紊动、颗粒碰撞等不同机制对泥沙悬浮的影响,全面阐释了悬移质泥沙扩散背后的力学机理。

关键词：悬移质扩散方程泥沙浓度颗粒惯性

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悬移质颗粒运动的脉动强度

水科学进展 2002年第2期13卷 146-152页

作者：李丹勋王兴奎禹明忠清华大学水沙科学教育部重点实验室北京100084

应用图象处理技术 ,量测了直径d =0 1～ 1 5mm的塑料颗粒和d =0 1～ 0 3mm的玻璃球颗粒在明槽恒定均匀水流中运动的脉动强度。试验发现 :( 1 )靠近床面处 ,粗颗粒的脉动强度大于细颗粒的脉动强度 ,在靠近水面处 ,规律则相反 ;( 2 )... 详细信息

应用图象处理技术 ,量测了直径d =0 1～ 1 5mm的塑料颗粒和d =0 1～ 0 3mm的玻璃球颗粒在明槽恒定均匀水流中运动的脉动强度。试验发现 :( 1 )靠近床面处 ,粗颗粒的脉动强度大于细颗粒的脉动强度 ,在靠近水面处 ,规律则相反 ;( 2 )细颗粒的脉动强度只是相对水深y/h的函数 ,而粒径较大颗粒的脉动强度和y/h及摩阻流速都有关 ;( 3)

关键词：悬移质图象处理脉动强度颗粒运动