拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析

李涛; 邹健; 张俊华; 王子路; 马怀宝

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

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拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析

李涛, 邹健, 张俊华, 王子路, 马怀宝

文章导航 > 水科学进展 > 2018 > 29(6): 858-864

李涛, 邹健, 张俊华, 王子路, 马怀宝. 拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 858-864. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

引用本文:

李涛, 邹健, 张俊华, 王子路, 马怀宝. 拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 858-864. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

LI Tao, ZOU Jian, ZHANG Junhua, WANG Zilu, MA Huaibao. Preliminary analysis on movement of density current with low sediment content simulated by pseudo-chark[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(6): 858-864. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

Citation:

LI Tao, ZOU Jian, ZHANG Junhua, WANG Zilu, MA Huaibao. Preliminary analysis on movement of density current with low sediment content simulated by pseudo-chark[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(6): 858-864. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

1.
黄河水利委员会黄河水利科学研究院黄河小浪底研究中心, 河南郑州 450003;
2.
沧州水利勘测设计院, 河北沧州 061000

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51679103）；黄河水利科学研究院院所长基金项目（HKY-JBYW-2018-02）

详细信息

作者简介:
李涛(1978-),男,河南南阳人,高级工程师,博士,主要从事水库泥沙研究。E-mail:litao@hky.yrcc.gov.cn

中图分类号: TV145

Preliminary analysis on movement of density current with low sediment content simulated by pseudo-chark

1.
Research Center of Xiaolangdi, Yellow River Institute of Hydraulic Research, YRCC, Zhengzhou 450003, China;
2.
Cangzhou Water Conservancy Survey and Design Institute, Cangzhou 061000, China

摘要: 低含沙量异重流带来大量细颗粒浑水，由于颗粒沉速极小，在山区、高原地区的引调水、水环境、水处理等方面带来难以估量的困难，引起了社会和设计部门重视。以金沙江支流牛栏江上德泽水库回水变动区上下游河段为原型，利用概化水槽试验研究拟焦沙模拟低含沙量异重流形成与运动，探究低含沙浑水异重流运行时头部流速及含沙量沿程变化特征。结果表明：头部流速及含沙量沿程逐渐减小；相同流量不同含沙量所形成的中层、底层异重流头部流速，含沙量越大，同一位置头部流速越大；相同流量和含沙量所形成的表层、中层、底层异重流头部流速，表层异重流头部流速最大，底层异重流次之，中层异重流最小。
- 浑水异重流 /
- 低含沙量 /
- 拟焦沙 /
- 头部运动 /
- 水槽试验
Abstract: Density currents with low sediment concentration are muddy and consist of a large number of fine granular particles. The extremely small settling velocity of the granules leads to adverse water environment, and immense difficulties in water diversion and water treatment in mountainous and plateau areas. This is a cause of concern for society in general, and design departments in particular. In this work, we have used the upper and lower reaches of the Niulan River, a tributary of the Jinsha River, as prototypes, and studied the formation and movement of currents with low sediment concentration and density using a generalized flume test. In addition, we have explored the variations in the characteristics of the head velocity and sediment concentration along the flow path. The results reveal a gradual decrease of the head velocity and sediment concentration along the flow path. For the same amount of discharge, the head velocity of the middle and bottom layers of the current increases with an increase in the sediment concentration. The top layer exhibits a higher head velocity compared to the middle and bottom layers for the same amount of discharge and sediment concentration. The middle layer exhibits the smallest velocity head, while the velocity head of the bottom layer has an intermediate value. These results can serve as a guide for test simulations of physical models of reservoirs.
- turbidity current /
- low sediment concentration /
- pseudo-chark /
- head velocity /
- flume experiment

[1]	孙启航, 夏军强, 邓珊珊, 周美蓉, 司金华, 张幸农. 窝崩区水流结构的概化水槽试验研究 . 水科学进展, 2023, 34(1): 144-156. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2023.01.014
[2]	黄科翰, 徐梦珍, 张晨笛, 王兆印. 阶梯-深潭结构对沟道稳定性的作用机制 . 水科学进展, 2022, 33(6): 978-988. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.06.012
[3]	曹志刚, 王逸伦, 国振, 蔡袁强, 刘海江. 考虑渗流效应的冲流带泥沙起动机理研究 . 水科学进展, 2019, 30(4): 568-580. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.04.012
[4]	李向阳, 朱乐奎, 陈东, 刘萌. 藕节辫状河发育和演变过程的试验研究 . 水科学进展, 2018, 29(6): 810-819. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.006
[5]	余明辉, 陈曦, 魏红艳, 胡呈维, 吴松柏. 不同近岸河床组成情况下岸坡崩塌试验 . 水科学进展, 2016, 27(2): 176-185. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.002
[6]	许琳娟, 曹文洪, 刘春晶. 非均匀沙运动特性试验 . 水科学进展, 2016, 27(6): 841-848. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.06.006
[7]	王增辉, 夏军强, 李涛, 郜国明, 张俊华. 水库异重流一维水沙耦合模型 . 水科学进展, 2015, 26(1): 74-82. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.01.010
[8]	李国敏, 余明辉, 陈曦, 胡呈维. 均质土岸坡崩塌与河床冲淤交互过程试验 . 水科学进展, 2015, 26(1): 66-73. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.01.009
[9]	余明辉, 郭晓. 崩塌体水力输移与塌岸淤床交互影响试验 . 水科学进展, 2014, 25(5): 677-683.
[10]	陈孝兵, 赵坚, 李英玉, 陈力. 床面形态驱动下潜流交换试验 . 水科学进展, 2014, 25(6): 835-841.
[11]	付旭辉, 杨胜发. 卵砾石沙波临界水流条件的水槽试验 . 水科学进展, 2013, 24(3): 379-385.
[12]	林俊强, 严忠民, 夏继红. 微弯河岸沿线扰动压强分布特性试验 . 水科学进展, 2013, 24(6): 855-860.
[13]	余明辉, 申康, 吴松柏, 魏红艳. 水力冲刷过程中塌岸淤床交互影响试验 . 水科学进展, 2013, 24(5): 675-682.
[14]	林俊强, 严忠民, 夏继红. 弯曲河岸侧向潜流交换试验 . 水科学进展, 2013, 24(1): 118-124.
[15]	庞启秀, 白玉川, 杨华, 张瑞波, 贾志博. 淤泥质浅滩泥沙临界起动切应力剖面确定 . 水科学进展, 2012, 23(2): 249-255. doi: CNKI: 32.1309.P.20120224.2002.005
[16]	李书霞, 夏军强, 张俊华, 刘沛清, 王艳平. 水库浑水异重流潜入点判别条件 . 水科学进展, 2012, 23(3): 363-368. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1618.014
[17]	张大伟, 黄金池, 何晓燕. 无粘性均质土石坝漫顶溃决试验研究 . 水科学进展, 2011, 22(2): 222-228.
[18]	万新宇, 包为民, 王光谦. 基于相似性的多沙水库坝址含沙量预测 . 水科学进展, 2010, 21(1): 36-42.
[19]	韩其为, 陈绪坚, 薛晓春. 不平衡输沙含沙量垂线分布研究 . 水科学进展, 2010, 21(4): 512-523.
[20]	秦毅, 曹如轩, 郑学萍, 陈杰. 高含沙浑水静态剪切应力的试验研究 . 水科学进展, 2008, 19(6): 863-867.

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拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

1. 黄河水利委员会黄河水利科学研究院黄河小浪底研究中心, 河南郑州 450003;

2. 沧州水利勘测设计院, 河北沧州 061000

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51679103）；黄河水利科学研究院院所长基金项目（HKY-JBYW-2018-02）

作者简介:
李涛(1978-),男,河南南阳人,高级工程师,博士,主要从事水库泥沙研究。E-mail:litao@hky.yrcc.gov.cn

收稿日期: 2018-04-16
刊出日期: 2018-12-25

中图分类号: TV145

关键词:

拟焦沙 /

摘要: 低含沙量异重流带来大量细颗粒浑水，由于颗粒沉速极小，在山区、高原地区的引调水、水环境、水处理等方面带来难以估量的困难，引起了社会和设计部门重视。以金沙江支流牛栏江上德泽水库回水变动区上下游河段为原型，利用概化水槽试验研究拟焦沙模拟低含沙量异重流形成与运动，探究低含沙浑水异重流运行时头部流速及含沙量沿程变化特征。结果表明：头部流速及含沙量沿程逐渐减小；相同流量不同含沙量所形成的中层、底层异重流头部流速，含沙量越大，同一位置头部流速越大；相同流量和含沙量所形成的表层、中层、底层异重流头部流速，表层异重流头部流速最大，底层异重流次之，中层异重流最小。

English Abstract

Preliminary analysis on movement of density current with low sediment content simulated by pseudo-chark

1. Research Center of Xiaolangdi, Yellow River Institute of Hydraulic Research, YRCC, Zhengzhou 450003, China;

2. Cangzhou Water Conservancy Survey and Design Institute, Cangzhou 061000, China

Received Date: 2018-04-16
Publish Date: 2018-12-25

Keywords:

Abstract: Density currents with low sediment concentration are muddy and consist of a large number of fine granular particles. The extremely small settling velocity of the granules leads to adverse water environment, and immense difficulties in water diversion and water treatment in mountainous and plateau areas. This is a cause of concern for society in general, and design departments in particular. In this work, we have used the upper and lower reaches of the Niulan River, a tributary of the Jinsha River, as prototypes, and studied the formation and movement of currents with low sediment concentration and density using a generalized flume test. In addition, we have explored the variations in the characteristics of the head velocity and sediment concentration along the flow path. The results reveal a gradual decrease of the head velocity and sediment concentration along the flow path. For the same amount of discharge, the head velocity of the middle and bottom layers of the current increases with an increase in the sediment concentration. The top layer exhibits a higher head velocity compared to the middle and bottom layers for the same amount of discharge and sediment concentration. The middle layer exhibits the smallest velocity head, while the velocity head of the bottom layer has an intermediate value. These results can serve as a guide for test simulations of physical models of reservoirs.

李涛, 邹健, 张俊华, 王子路, 马怀宝. 拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 858-864. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

引用本文:

李涛, 邹健, 张俊华, 王子路, 马怀宝. 拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析[J]. 水科学进展, 2018, 29(6): 858-864. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

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拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

作者简介: 李涛(1978-),男,河南南阳人,高级工程师,博士,主要从事水库泥沙研究。E-mail:litao@hky.yrcc.gov.cn

Preliminary analysis on movement of density current with low sediment content simulated by pseudo-chark

计量

出版历程

拟焦沙模拟低含沙量异重流运动初步分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.06.011

1. 黄河水利委员会黄河水利科学研究院黄河小浪底研究中心, 河南郑州 450003; 2. 沧州水利勘测设计院, 河北沧州 061000

作者简介: 李涛(1978-),男,河南南阳人,高级工程师,博士,主要从事水库泥沙研究。E-mail:litao@hky.yrcc.gov.cn

English Abstract

Preliminary analysis on movement of density current with low sediment content simulated by pseudo-chark

1. Research Center of Xiaolangdi, Yellow River Institute of Hydraulic Research, YRCC, Zhengzhou 450003, China; 2. Cangzhou Water Conservancy Survey and Design Institute, Cangzhou 061000, China

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作者简介:
李涛(1978-),男,河南南阳人,高级工程师,博士,主要从事水库泥沙研究。E-mail:litao@hky.yrcc.gov.cn

1. 黄河水利委员会黄河水利科学研究院黄河小浪底研究中心, 河南郑州 450003;

2. 沧州水利勘测设计院, 河北沧州 061000

作者简介:
李涛(1978-),男,河南南阳人,高级工程师,博士,主要从事水库泥沙研究。E-mail:litao@hky.yrcc.gov.cn

1. Research Center of Xiaolangdi, Yellow River Institute of Hydraulic Research, YRCC, Zhengzhou 450003, China;

2. Cangzhou Water Conservancy Survey and Design Institute, Cangzhou 061000, China