非均勻沙輸移及沙波運(yùn)動(dòng)特性

非均勻沙輸移及沙波運(yùn)動(dòng)特性

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1、分類號(hào)___________密級(jí)____________uDC___________學(xué)號(hào)201210104043NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower碩士學(xué)位論文非均勻沙輸移及沙波運(yùn)動(dòng)特性張志虎導(dǎo)師姓名、職稱張羽副教授_________________申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科名稱港口、海岸及近海工程提交論文日期2015年5月答辯日期2015-5-23學(xué)位授予單位、授予日期華北水利水電大學(xué)_____________獨(dú)立完成與誠(chéng)信聲明本人

2、鄭重聲明:所提交的學(xué)位論文,是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研宄工作所取得的研宄成果并撰寫(xiě)完成的。沒(méi)有剽竊、抄襲等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范的侵權(quán)行為。文中除己經(jīng)標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本學(xué)位論文中不包含其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研宄成果,也不包含為獲得華北水利水電大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。對(duì)本文的研宄做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均己在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名:保證人(導(dǎo)師)簽名:簽字日期:y/rj*

3、簽字曰期:學(xué)位

4、論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本人完全了解華北水利水電大學(xué)有關(guān)保管、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)華北水利水電大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容公開(kāi)和編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)提供檢索,并釆用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段復(fù)制、保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文原件或復(fù)印件和電子文檔。(涉密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)學(xué)位論文作者簽名:導(dǎo)師簽名:簽字日期:q簽字日期:義,r‘6,/分類號(hào):密級(jí):UDC:單位代碼:10078華北水利水電大學(xué)碩士學(xué)位論文非均勻沙輸移及沙波運(yùn)動(dòng)特性NON-UNIFOR

5、MSEDIMENTTRANSPORTANDSAND-WAVEMOVEMENTCHARACTERISTICS研究生姓名:張志虎指導(dǎo)教師:張羽專業(yè)名稱:港口、海岸及近海工程所在學(xué)院:水利學(xué)院2015年5月摘要非均勻沙輸移及沙波運(yùn)動(dòng)特性摘要沙波運(yùn)動(dòng)是推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種主要形態(tài)并且對(duì)懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)也有很重要的影響。沙波運(yùn)動(dòng)作為泥沙顆粒在床面上運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)形式,對(duì)河床的水沙條件影響很大,與平整河床的泥沙運(yùn)動(dòng)有很大的區(qū)別,對(duì)河床的沖淤、演變、結(jié)構(gòu)都能產(chǎn)生很重要的作用。目前,在沙波運(yùn)動(dòng)上的研究還不充分,大部分的研

6、究?jī)H是對(duì)沙波運(yùn)動(dòng)過(guò)程的簡(jiǎn)單描述,一些關(guān)于沙波與輸沙率關(guān)系的研究也僅僅是把沙波看作規(guī)則的形狀進(jìn)行簡(jiǎn)單的力學(xué)分析。關(guān)于沙紋的成因爭(zhēng)議不休,對(duì)沙波各個(gè)階段的劃分也模棱兩可,沙波運(yùn)動(dòng)與河床泥沙運(yùn)動(dòng)交換的關(guān)系也未得到充分的研究。因此,研究沙波運(yùn)動(dòng)對(duì)于完善泥沙從起動(dòng)到輸移的理論體系是十分有意義的。本課題利用100m長(zhǎng)水槽試驗(yàn)條件,使用輕質(zhì)塑料沙作為試驗(yàn)?zāi)P蜕?,在不同的水流?qiáng)度下,觀察沙波運(yùn)動(dòng)的細(xì)部特征,采集沙波運(yùn)動(dòng)的形態(tài)參數(shù),對(duì)沿程沖刷過(guò)的泥沙各斷面取樣并進(jìn)行篩分分析及比重測(cè)量,找出泥沙輸移過(guò)程中的關(guān)鍵影響

7、因子。對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,建立沙紋形成理論模型,研究沙波運(yùn)動(dòng)在床沙交換分選、床沙分層、級(jí)配變化、河床沖淤演變等方面的作用。試驗(yàn)結(jié)果表明:沙紋的形成是近底層內(nèi)水沙能量周期交換的結(jié)果;沙波面上活躍的泥沙運(yùn)動(dòng)特別是分離點(diǎn)和交匯點(diǎn)附近兩個(gè)區(qū)域是泥沙顆粒分選與交換的關(guān)鍵區(qū)域;隨著不同強(qiáng)度水流的變化,沙波參數(shù)也具有規(guī)律性的變化,床沙表層和深層交換會(huì)使泥沙垂向平均粒徑向深處粗化,比重向深處變大等變化規(guī)律;最后,分析了沙波運(yùn)動(dòng)的最終演變到沙丘深潭直接參與到河床演變的行列,得到了沙波運(yùn)動(dòng)速度的表達(dá)式,對(duì)基于沙波運(yùn)

8、動(dòng)的推移質(zhì)輸沙率公式進(jìn)行了改進(jìn)。關(guān)鍵詞:非均勻沙;沙波運(yùn)動(dòng);泥沙輸移;床沙交換;級(jí)配調(diào)整;河床演變;水槽試驗(yàn)IIIABSTRACTNON-UNIFORMSEDIMENTTRANSPORTANDSANDWAVESMOVEMENTCHARACTERISTICSABSTRACTThemovementofsandwavesisasignificantformofbedloadmotionandplaysanimportantroleintheprocessofsuspendedsedimentmovem

9、ent.Asweallknow,sedimentinthebedmovesasteamsthataredescribedassandwave.Sothiskindofsediment-motionhasagreatinfluenceontheflowandsedimentconditionsandthereisabigdifferenceinthesedimentmovementoftheflat-bed.Obviously,sandwaveshaveanimportanteffectonero

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