《強水流作用下推移質泥沙輸移規律研究》是依託河海大學，由吳騰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：強水流作用下推移質泥沙輸移規律研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳騰
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
強水流常見於堤壩潰決過程中，具有強衝擊性、強沖刷性等特點。本項目擬通過水槽試驗，研究不同強水流條件對水流結構、推移質輸沙率的影響；通過理論分析，定量表征泥沙顆粒碰撞的能量轉化，同時考慮水流的非恆定、非均勻性的影響，建立強水流作用下的推移質輸沙率公式，該研究將揭示強水流輸沙的能量轉化過程、克服傳統推移質輸沙率公式不適用於強水流條件的不足；在此基礎上，採用力學原理和兩相流的連續介質理論相結合的方法，建立強水流作用下推移質不平衡輸沙方程，該方程能充分反映強水流輸沙過程中固液混合體的特性，在機理上更加完善。此外，將研究成果引入到水沙數學模型中，對典型強水流作用下的推移質輸移過程進行模擬研究。本項目的預期成果有助於完善和豐富推移質輸移理論，也可為堤壩潰決中的防災減災提供技術支撐。
結題摘要
強水流是一種常見的自然現象，具有強衝擊、強沖刷和強輸沙能力等特點。它經常發生於堤壩潰決過程中，造成非常嚴重的後果。進行強水流作用下推移質輸移規律的研究是水沙動力學領域的前沿問題，具有重要的科學價值和工程意義。本項目通過水槽試驗、理論分析和數值模擬相結合的方法開展研究，研究成果主要包括：（1）潰壩強水流作用下，河床表層泥沙根據不同特徵可分為三個區域：第一區域為河床粗化區，第二區域有為小顆粒泥沙沉積區，第三區域為粗顆粒泥沙沉積區。（2）強水流作用下床面推移質泥沙粒徑垂向上呈明顯分層現象，粗顆粒泥沙層和細顆粒泥沙層交替分布。（3）強水流作用下床面剪下力與r/D具有明顯的線性關係，強水流的推移質輸沙率受水力半徑與泥沙粒徑比值的影響明顯。（4）強水流作用下床面不同沙波之間的幾何形態自相似主要受限於沙波的波長和波高。（5）考慮泥沙顆粒的碰撞作用，建立了強水流作用下推移質輸沙率公式以及不平衡輸沙方程。（6）設計了非接觸式推移質輸沙率的測量裝置並提出了測量方法。本項目的部分研究成果已套用於望謨河的整治和成子河泄洪道交匯區的流態的研究，為實際工程提供了參考。
