長江口非均勻沙沉速研究.pdf

1、沉速是輸沙力學的重要課題和泥沙數學模型的主要參數之一。沉速是研究泥沙運動規(guī)律和河道沖淤的關鍵內容，其重要性不言而喻。由于泥沙運動的復雜性，現(xiàn)有沉速研究多限于均勻沙，而天然水流中均為非均勻沙。因而，對非均勻沙沉速進行研究有著重要的科學意義與應用價值。
　　縱觀國內外對于泥沙沉速的研究，滯性區(qū)和紊流區(qū)的均勻沙沉速已基本解決，過渡區(qū)的沉速一直是薄弱環(huán)節(jié)，特別由于非均勻沙沉降運動的復雜性，至今針對非均勻沙過渡區(qū)沉速的研究甚少，尚無統(tǒng)一的計

2、算方法。
　　本文提出一種新的基于高速攝像測量泥沙沉降速度的試驗方法，即高速攝像法。與傳統(tǒng)沉速測量方法相比，高速攝像法具有高精度計時能力和記錄能力，因而其精度更高。
　　通過多次重復的單顆粒靜水沉降試驗以測定非均勻沙中各粒級最大粒徑顆粒的沉速。由于非均勻沙級配連續(xù)，重復測試所得沉速的最大值為該分級泥沙中最大顆粒的沉速，且為上一粒級最小顆粒沉速。
　　試驗結果表明，過渡區(qū)沉速實測值比規(guī)范公式計算值明顯偏大，粒徑越小，增幅

3、越大。根據沉降時外力平衡，實測沉速越大，意味著一般阻力公式中沉速的次方越小。為此考慮過渡區(qū)阻力跟紊流阻力與滯性阻力的幾何平均值成正比，據此推導過渡區(qū)單顆粒泥沙的靜水沉速公式。用沉降試驗數據確定沉速公式的系數，發(fā)現(xiàn)沉速公式得到的計算值與試驗值吻合度良好，說明該公式適用于過渡區(qū)單顆粒泥沙的靜水沉速。
　　非均勻沙沉降試驗在含原樣本沙樣的混合液中進行，取分級染色沙樣本進行沉降，根據高速攝像法測定沉降最快的顆粒速度，即分級染色沙中最大顆粒