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极细沙含量对输沙能力影响的试验研究

2019-10-24李晓梦尹飞翔刘明左卫广

中国港湾建设 2019年10期

李晓梦 ,尹飞翔 ,刘明 ,左卫广

(1.黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003;2.河南省水资源环境工程技术研究中心,河南 郑州 450003;3.中交第一航务工程局有限公司,天津 300461;4.华北水利水电大学水利学院,河南 郑州 450045)

泥沙问题是水力学研究的热门问题,极细颗粒泥沙(泥沙中值粒径d50小于0.01 mm)引起的泥沙冲淤演变规律更是关注重点。研究表明,在相似的边界条件和相同的水流条件下,含有一定量细颗粒泥沙的低含沙水流在下游河道中产生的冲刷量大于清水水流的冲刷量。钟德钰[1]等研究发现,当上游输运的细颗粒泥沙浓度较高时,黄河下游河道具有“多来多排”的输沙特点。

极细颗粒泥沙对河道输运能力的影响,不仅涉及到泥沙颗粒大小、挟沙力、泥沙沉速及水流流速等物理特性方面;同时,还受到泥沙颗粒的絮凝和流变特性等物理性质方面的影响[2-5]。刘峰[6]通过自循环式明流玻璃水槽实验得出,在保持混合沙中值粒径不变的情况下,逐步加大细沙含量,水流挟沙能力是逐步提高的。李文杰[7]等针对三峡水库常年回水区淤积物多为中值粒径在0.01 mm细颗粒泥沙的现象,提出了一种基于原型沙的库区细颗粒泥沙模型试验方法,模型试验结果与原型符合较好。白静[8]等在采用动态亚格子模式对泥沙输移进行了三维大涡模拟研究,计算结果符合良好。

极细颗粒泥沙对水流输沙能力的影响非常复杂,对于极细颗粒泥沙输沙特性的探讨还相对较少,特别在小浪底水库投入运用后,由于水库具有“拦粗排细”作用,进入下游河道中的极细颗粒泥沙高达50%以上。……

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