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山区河流深槽卵砾石起动规律研究

王涵  
【摘要】: 山区河流形态多变,坡陡流急、泥沙运动以卵石推移质为主,水沙运动规律较为复杂。泥沙起动是河流动力学及河床演变学中的基础性问题,国内外学者对此进行了较多的研究,但很少涉及山区河流深槽中卵砾石起动的问题,所以开展山区河流深槽卵砾石起动规律的研究具有重要的理论意义和工程适用价值。 本论文收集了我国西南地区大量的山区河流资料,给出了深槽的定义。按作者的深槽定义,重点分析了长江宜宾至宜昌段的河道地形资料,发现该河道中普遍存在深槽现象,并初步探讨了其形成原因,是在特定的地质构造、岩性组成的基础上,由水动力作用所致。 影响山区深槽卵砾石起动的关键因素是深槽出口的倒坡、扩宽。据此,对山区河流深槽卵砾石的起动进行了理论分析,推导出山区河流深槽卵砾石起动的理论公式。 同时,设计了不同倒坡的深槽,通过大量试验数据,分析了不同倒坡的卵砾石起动情况。倒坡从平坡增加到泥沙休止角时,所需起动流速随之增大。倒坡从泥沙休止角到竖直状态时,起动流速无明显变化。在试验过程中,随着倒坡角度加大超过泥沙休止角时,经常观察到泥沙呈现竖直螺旋式起动。 最后,将不同的泥沙起动情况,用统一的公式表达出来,统一公式计算数据与实测数据吻合良好,结果表明统一的公式考虑了不同倒坡的情况,实用性好。


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