非均勻細沙的沉速及水流挾沙力試驗研究.pdf

1、非均勻細顆粒泥沙的運動規(guī)律是泥沙運動力學(xué)巾的基本問題之一,許多港口和水庫的泥沙問題都屬于細顆粒泥沙的范疇,對細顆粒泥沙的研究具有較大的科學(xué)理論意義和實際應(yīng)用價值。以三峽庫區(qū)淤積的天然非均勻細顆粒泥沙作為研究對象,本文分別進行了群體沉速和水流挾沙力的試驗研究。
　　 針對現(xiàn)有泥沙沉速試驗研究方法中存在的缺陷和不足,提出了基于圖像灰度的細顆粒泥沙群體沉速試驗方法,并自主開發(fā)一套細顆粒泥沙群體沉速試驗系統(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表示,根據(jù)不同沉降歷時下圖像灰度值的變化來反應(yīng)泥沙濃度的變化以推求泥沙的沉速。本文進行了4組不同初始含沙濃度的沉降試驗,得到了沉速隨時問和濃度的變化規(guī)律,擬合出細沙群體沉速的計算式,并給出三峽庫區(qū)淤積的天然非均勻細顆粒泥沙的平均沉速參考值。本試驗方法利于全面觀察試驗水體的含沙量、降低實驗過程中對試驗水體的擾動,缺點是試驗條件(特別是光線條件)對試驗的影響較大,對其控制還有待進一步的改善和提高。

3、
　　 采用兩種水流挾沙飽和狀態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)進行水槽試驗,并利用本文的沉速試驗結(jié)果,研究了非均勻細沙的水流挾沙力。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作為水流挾沙力飽和的臨界點,進行不同水深、流速、坡降的試驗。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量水流含沙量,當(dāng)水流含沙量趨于穩(wěn)定時即為水流挾沙力的飽和狀態(tài),進行不同水深和流速的試驗。兩種方法的試驗結(jié)果均與張瑞瑾公式進行了比較,差異較大,根據(jù)第一種