靜態(tài)高含沙渾水剪切力及對渭河洪水影響的初步研究.pdf

1、渭河中下游地區(qū)是陜西省政治、經濟和文化中心區(qū)域。近年來,由于渭河下游嚴重淤積,再加上高含沙水流的特性,導致了小水大災的局面,并嚴重的制約了渭河下游地區(qū)的經濟發(fā)展。作為治理黃河的組成部分,渭河下游河槽萎縮研究成為陜西省重點基金科研項目被提上了日程,同時渭河作為典型的細顆粒含量較大的高含沙河流,也引起了人們的關注。作為陜西高校省級重點實驗室重點科研項目:《渭河下游河槽萎縮機理及其對防洪形勢的影響研究》的一部分,本論文探討了渭河洪水傳播歷時延

2、長,河床演變劇烈等現(xiàn)象,認為造成這些現(xiàn)象的原因之一是高含沙水流的靜止剪切應力作用。靜止剪切應力是指靜止狀態(tài)下高含沙水流的剪切應力。除曹如軒在進行異重流研究時對靜態(tài)剪切力進行過初步探討外,很少有人進行系統(tǒng)的研究。本論文通過實驗并結合實際研究了高含沙水流的剪切力隨靜止時間的變化。論文的主要研究內容和成果如下:1.通過對實測資料的分析得出,含有一定量細顆粒的高含沙洪水容易在灘面和河槽邊壁附近形成貼邊淤積,而且貼邊淤積是造成河道萎縮的主要原因之

3、一。2.渭河洪水傳播歷時增長的原因是賓漢極限剪切力增大、河道萎縮、縱比降變緩、灘地高稈作物等,其中賓漢剪切力是主要原因之一。3.利用沉降管對3種泥沙粒經級配和18種含沙量懸浮液進行了τ靜隨靜止時間t變化的實驗;和以電子天平為工具,對3種級配,12組含沙量試液做了相同的實驗。4.實驗結果表明,含有相當百分含量的細顆粒泥沙高含沙渾水,其含沙量達到一定值時,它的流型已由與時間無關的非牛頓體,變?yōu)榕c時間有關的非牛頓體,且靜止一段時間后,剪切力不

4、再是賓漢極限剪切力τ B,而變成大于τ B的一種剪切力τ靜。τ靜隨著靜止時間的增長,逐漸增大,而且增長速率越來越慢,達到一定時間段就會保持不變。5.靜態(tài)剪切力τ靜的大小不僅與時間有關,而且與泥沙粒徑成反比,與含沙量大小成正比。6.以前判斷高含沙水流繼續(xù)運動的條件是τ B <τ0,通過試驗及實測資料分析得出,判斷高含沙水流繼續(xù)運動的條件不再是τ B <τ0,而是τ靜<τ0。