钱塘江河口细颗粒泥沙起动流速研究
2010-07-16熊绍隆
水道港口 2010年5期
曾 剑 ,陈 刚 ,熊绍隆
(1.浙江省水利河口研究院,杭州310020;2.浙江大学 建筑工程学院,杭州 310027)
细颗粒泥沙的起动流速是泥沙运动力学、河床演变学最基本的研究内容之一,也是解决河床变形、护岸工程、航道稳定等工程泥沙问题的重要参数,一直以来受到国内外学者的重视。早在1935年,Hjulstrom依据试验资料发现,当泥沙粒径D为0.2~0.3 mm时,起动流速具有极小值。此后各国学者相继进行了大量的试验研究和理论分析,从力学、随机过程等角度推导出不少起动流速公式[1-9]。以往天然泥沙起动观测资料较少,尤其是无法有效地观测细颗粒泥沙在河(海)床的起动情况,因而前人研究成果所引入的参数大部分由水槽试验来确定,水深限于0.1~0.5 m,而实际河口水深可达5~10 m,有时甚至达20 m左右,现有的泥沙起动流速公式的适用性较少得到有效地验证。
钱塘江河口是著名的强潮河口,最大潮差可达9 m,并以气势磅礴、蔚为壮观的涌潮而闻名。该河口北邻水沙丰沛的长江河口,外海来沙十分丰富,泥沙输移一潮以千万方计,相当于径流年来沙的2倍以上。河口底沙和悬沙差异较小,以细粉砂为主,中值粒径一般为0.02~0.04 mm,分选良好,由于河床滩槽组成物质经过长期往返搬运分选,缺乏粘性颗粒,抗冲能力低,易冲易淤。本文在泥沙水槽试验的基础上,根据钱塘江河口实测含沙量与流速过程资料,分析钱塘江河口泥沙的起动流速,供工程应用参考。
1 泥沙起动流速数据的获取
1.1 泥沙水槽起动试验
泥沙样本取自钱塘江河口闸口至金山河段大致均匀分布的7个断面共计9个点位的河床底沙。……
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