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采用瓯江口实测泥沙资料,对多个典型挟沙力公式进行了系统比较;对瓯江口同步的平均流速和平均含沙量进行分析,探讨适合该河口的挟沙力关系,并引入泥沙因子,考虑泥沙粒径对水流挟沙力的影响。结果认为:各挟沙力公式的计算结果过程曲线趋势一致,只是存在量级上的差别;结合实测泥沙资料进行分析,采用河口、海岸适用性较好的水流挟沙力公式,考虑泥沙粒径对挟沙力的影响,引入泥沙因子分析拟合瓯江口水流挟沙力公式。旨在揭示不同挟沙力公式之间的联系,以及河口海域水流挟沙力拟合过程,为进一步探讨河口海岸含沙量分布和悬浮泥沙输运提供思路。 相似文献
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挟沙能力公式系数的最佳确定 总被引：7，自引：0，他引：7
水流挟沙能力反映了运动水体所能挟带泥沙的最大能力,确定水流挟沙力公式对于泥沙数学模型的发展具有重要意义,而关键是其系数的最佳确定。基于最小二乘法原理,对目前广泛应用的水流挟沙力公式中的系数确定提出了一种新的方法——枚举法。枚举法直接应用最小二乘法,有别于常用的先取对数后再进行回归分析的传统方法,通过误差分析和结果比较,表明枚举法确定的系数更合理,也提高了公式的精度,使公式能更客观地反映水流挟带泥沙的实际能力。枚举法简单实用,是目前确定水流挟沙力公式系数的最佳方法。 相似文献
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淤泥质、粉沙质及沙质海岸航道回淤统一计算方法 总被引：1，自引：0，他引：1
根据20世纪80年代初提出的淤泥质海岸航道回淤计算方法的基础上,开展了拓展研究,使之统一适用于淤泥质海岸、粉沙质海岸及沙质海岸。主要研究内容有,在波浪和潮流综合作用下挟沙力含沙量研究中引入了特定的泥沙因子F1/F,从而挟沙力含沙量公式不仅适用于淤泥质泥沙,也适用于非淤泥质泥沙;在动力因素方面,除了一般寻常潮和波浪动力外,进一步考虑了风暴潮和破波的巨大掀沙能力造成航道骤淤的可能性。并结合连云港30万吨级主航道扩建及徐圩港区10万吨级航道的回淤问题(包括骤淤可能性问题),京唐港外航道和黄骅港外航道的骤淤问题,进行预测计算及校验计算,结果都是良好的。此外,对杭州湾强潮和涌潮情况下的挟沙力含沙量也进行了校验计算,结果也非常满意。 相似文献
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近岸海域水沙界面通量与水流挟沙力研究 总被引：1，自引：0，他引：1
近岸海域的波浪、潮流及海流等动力因素具有周期性和时间、空间尺度差异大的特点,在综合考虑各动力因子的联合作用时具有较大的难度。本文根据平动动能叠加原理给出了一种近岸动力因子的表达形式,并提出了海洋波动有效速度的概念,结合水沙界面处泥沙通量的切应力与挟沙力关系,得到了水流挟沙力的新的计算公式。指出了水流挟沙力与水流临界速度有关,并且该水流临界速度随水深的增大及相对糙率的减小而增大。采用近岸实测数据和模拟结果,对本文的近岸水流挟沙力公式进行了验证,结果表明该公式的计算值与实测值吻合较好,可以适用于近岸海域。 相似文献
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振荡流层移输沙条件下悬沙层泥沙扩散系数垂向分布特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
层移输沙是海岸带泥沙运动的主要形式之一,其垂向悬沙浓度分布规律的研究一直是海岸工程关心的重点。一般情况下,经典的纯扩散模型被用来描述和解释悬沙浓度的试验数据,该模型认为周期平均悬沙浓度主要由参考浓度、泥沙沉速和泥沙扩散系数确定。泥沙扩散系数可以由泥沙沉速和悬沙浓度的垂向梯度反演得到。既往研究大多直接给出泥沙扩散系数的结果,对于不同反演计算方法间结果差别的研究较少。本研究汇总了已有振荡流层移输沙试验数据,采用曲线拟合方法和直接差分方法计算了相应的泥沙扩散系数,研究表明两种方法得到的计算结果在垂向位置z 0.15 m处差异不大,随着垂向位置的升高,差分方法的计算结果略微大于拟合方法。考虑到拟合方法可以得到连续的泥沙扩散系数垂向分布,本研究推荐使用幂函数形式的曲线拟合方法求解悬移泥沙扩散系数。基于此,对比分析了层移输沙悬沙层泥沙扩散系数随泥沙粒径、振荡流周期、均方根流速和振荡流类型等物理参数的变化规律。在纯振荡流层移输沙条件下,泥沙扩散系数随泥沙粒径的增大而增大,而振荡流周期和均方根流速几乎不影响泥沙扩散系数。在振荡流和定常流共同作用下,泥沙扩散系数受振荡流周期和定常流流速的影响,泥沙扩散系数随着振荡流周期的增大或定常流流速的减小而增大。 相似文献
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为研究不同波浪环境下,水底浮泥层产生泥沙悬扬后其浓度的分布特性,使用浊度计测定浊度的方法确定水体中泥沙的浓度,并在水槽实验中改变水深、浮泥厚度及造波机的频率和振幅,观察水槽中悬浮泥沙浓度的变化情况,获得水深、波浪频率、波幅以及浮泥厚度对底床泥沙悬扬的影响,分析泥沙浓度的垂向分布特征等。实验结果显示,水深对底床泥沙悬扬的影响最为显著,其他实验参数的影响均不十分显著。同时,通过垂向输沙平衡的分析,得到一个可描述泥沙垂向浓度分布的理论公式,并利用水槽实验结果进行验证。对比结果显示,理论公式所得曲线与实验结果曲线变化趋势一致,部分工况下,理论值稍稍偏大。 相似文献
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长江口北槽黏性细颗粒泥沙特性的试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
选用长江口北槽黏性细颗粒泥沙,在不同盐度的人工海水中通过静水沉降、动水沉降等各种试验手段了解其基本特性。在静水沉降管中观测了胶粒的电化学絮凝过程和重力碰并过程,于不同盐度条件下找出最佳絮凝盐度;并通过黏性细颗粒泥沙在流动海水中絮凝的试验研究,揭示其在动水中絮凝的机理和规律,及不同条件下的起动流速、不淤流速、沉降速度等特征值,从而分析其落淤情况。研究结果表明,长江口北槽细颗粒黏性泥沙的最佳絮凝盐度约为15,起动流速为15~20 cm/s,这与泥沙的淤积固结时间有关,而不淤流速约为60 cm/s。并由试验得到了挟沙力与流速之间的经验关系,以及用于估算不同流速条件下泥沙沉降速度及淤积量的经验公式。这些结果可用于长江口航道的疏浚、整治工作中,具有一定的理论指导意义。 相似文献
10.
根据实测水文泥沙资料,利用悬浮泥沙沉降公式、泥沙起动流速公式、再悬浮通量与沉降通量公式以及通量机制分解方法,分析了庙岛海峡周边海域的悬浮泥沙时空分布和变化特征,计算了再悬浮通量、沉降通量、单宽悬浮泥沙输运量,探讨了表层沉积物再悬浮和悬浮泥沙运移特征及动力机制。结果表明,悬浮泥沙浓度周期变化与潮流流速周期变化具有较好的相关性,底层悬沙浓度变化对高流速的响应比较明显,表层悬沙浓度变化对低流速响应比较明显;悬浮泥沙单颗粒沉降现象不明显,除庙岛海峡外其他海域较适合悬浮泥沙絮凝沉降,并以中、底层絮凝沉降为主,且表现出自表层至底层絮凝沉降作用逐渐加强趋势;表层沉积物再悬浮对近岸浅水区、庙岛群岛周边海域水体悬浮泥沙浓度的影响显著于其他海域;悬浮泥沙输运整体以平流输运为主,垂向净环流为辅,庙岛海峡南侧向黄海输沙、北侧向渤海输沙,二者同时进行,悬浮泥沙净输运主要由水道向两侧浅滩。 相似文献
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在充分认识传统沉降筒缺陷的基础上提出了"大型可温控自动搅拌沉降试验筒"。通过室内系列试验发现:(1)含沙量对长江口细颗粒沉降速度影响最大;(2)温度上升,沉速增加,但不同阶段影响程度有所不同;(3)含沙量越高,盐度对沉速的影响越小,含沙量相同情况下,长江口北槽悬沙枯季水温下盐度对沉速的影响在1.8~5.7倍左右;洪季水温下盐度对沉速的影响在1.5~2.2倍左右。(4)枯季最佳絮凝盐度在7左右,最佳絮凝含沙量为7 kg/m3;洪季最佳絮凝盐度在10~12左右,最佳絮凝含沙量为4.5kg/m3。本研究成果可望加深我们对细颗粒泥沙动力过程相关机理的认识,同时可为相关港口、航道的淤积机理分析,数学模型、物理模型研究工作提供一定技术参考。 相似文献
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K. L. Priya 《Ocean Science Journal》2018,53(3):449-459
Settling velocity is one of the important parameters in sediment transport modeling of estuaries. The methods adopted for its determination vary from theoretical equations to experimental methods. The theoretical equation generally adopted in the 1DV model include assumptions in order to simplify the solution. It is generally assumed that either the condition is steady or the vertical diffusion is negligible. This study evaluated the relative importance of the two assumptions made for the estimation of settling velocity. Two approaches were adopted: unsteady and negligible vertical diffusion (NS-NVD) and steady with vertical diffusion (S-VD) to estimate the settling velocity. The Muthupet Estuary in the Coromandal coast of India was selected for the study. The S-VD approach estimated settling velocity fairly well at the two locations with appreciable vertical diffusion. The NS-NVD approach was observed to be superior for estimating settling velocity at shallow reaches of the estuary having low flow velocity. The calculated settling velocity was further applied in 1DV model to predict the suspended sediment concentration. The S-VD approach predicted suspended sediment concentration at those locations with appreciable vertical diffusion with an R2 value of 0.82 against 0.67 for the NS-NVD approach. At the other shallow reach of the estuary with low flow velocity, the NS-NVD approach gave an R2 value of 0.822 against 0.71 for the S-VD approach. The vertical diffusion was observed to play a secondary role at those locations which are shallow with a water depth of 0.6 m and with a low flow velocity of the order of 0.01 m/s. The study demonstrated that localized hydrodynamic conditions influence the method adopted for the estimation of settling velocity. 相似文献
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A laboratory study was carried to qualitatively investigate the effect of suspended sediment concentration C on the settling velocity ws of cohesive sediment in quiescent water. A bay mud sample was mixed with water in a cylindrical container, and three optical back scatterance sensors were then used to measure suspended sediment concentrations of the mud–water mixture at three levels every 15 s for 5 h while sediments were settling in the quiescent water. Based on the measured sediment concentrations, the settling velocities at different concentrations were derived from the depth-integrated mass balance equation. This study has found that the settling velocity ws is independent of C in the free settling regime of C<0.3 g/l, and then increases nonlinearly with C in the enhanced settling regime of 0.3<C<4.3 g/l, and finally decreases sharply with C in the hindered settling regime of C>4.3 g/l. The maximum settling velocity occurs at C≈4.3 g/l and is about nine times faster than the settling velocity in the free settling regime. A single empirical formula is also proposed to calculate the settling velocities at different sediment concentrations. 相似文献
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An analytical solution for the local suspended sediment concentration profile in tidal sea region 总被引：1，自引：0，他引：1
Kyung Tae Jung Jae Youll Jin Hyoun-Woo Kang Ho Jin Lee 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2004,61(4):657-667
The time-averaged and oscillatory solutions of the one-dimensional vertical (1DV) advection–diffusion equation for the suspended sediment have been derived analytically in a tidal sea region of finite water depth. The basic equation assumes constant eddy diffusivity and settling velocity. No net flux condition is set at the sea surface, while a boundary condition with the erosion rate and depositional velocity is prescribed at the sea bottom. The time-averaged solution has been derived in a straightforward manner, while the advection–diffusion equation governing the oscillatory concentration has been first transformed to a simple diffusion equation and then solved using the Galerkin-eigenfunction method. The former is given in a closed form, while the latter is presented in a series solution.A set of calculations has been performed to examine the change in the vertical structure as well as magnitude of the concentration response function. A possible use of the solution to make an estimate of the erosion rate at the sea bottom based on the concentration information at the sea surface is discussed. 相似文献
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选取海州湾近岸潮流和含沙量实测资料，分析水体紊动强度与含沙量对近岸絮凝体沉降速度的影响，提出了新的沉降速度确定方法。研究表明：淤海州湾近岸泥沙沉降速率大部分在 0.05 ~ 2.50 mm/s 之间，潮周期内泥沙絮凝体的沉降速度
有明显变化。于含沙量较小时，泥沙絮凝体的沉降速度基本随含沙量的增加而增加；含沙量较大时，含沙量与沉降速度呈现出负相关，无论是大潮还是中潮，当含沙量达到 0.7 kg/m3左右时，絮团沉降速度最大，而随着含沙量的增大，絮团沉降速度开始减小。盂在涨落潮垂线平均流速最大时刻，紊动强度达到峰值，含沙量较低时，随着紊动强度增加，沉降速度也随之增加，大潮期间紊动强度对泥沙沉降速度的影响高于中潮。榆新的泥沙沉降速度计算公式不仅考虑了含沙量，还计入了紊动强度 G，大大提高了沉降速度计算值与实测值的相关性。 相似文献
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江苏大丰潮滩悬沙级配特征及其动力响应 总被引：1，自引：5，他引：1
根据2002和2003年夏季在江苏大丰潮滩的现场观测资料,详细分析了悬沙级配的时空分布特征、影响因素及其对再悬浮、沉降和流速的响应.研究结果表明,悬沙颗粒较细,以粉砂为主,悬沙级配在潮周期内的变化模式有两种类型:一是稳定型,悬沙级配的时空(垂向和平面)变化很小;二是双峰型,悬沙级配的时空变化显著,粗细峰高度不断变化.再悬浮、沉降、涨潮时输入潮滩的悬沙和底质级配是影响悬沙级配的重要因子.再悬浮使粗颗粒悬沙的含量增加,悬沙与底质级配不断接近,沉降对悬沙级配的影响与再悬浮相反.再悬浮发生时悬沙级配对流速有明显响应.在没有再悬浮和沉降影响的情况下,潮滩不同部位、不同时间的悬沙级配趋于稳定和相同,对这种状态下的悬沙级配可称为背景悬沙级配,大丰潮滩背景悬沙级配的平均粒径为7μm. 相似文献
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A recent one-dimensional numerical model, the so-called GJ model, neglected horizontal advection and diffusion terms and used
vague physical definition for its boundary conditions. An alternative two-dimensional numerical model, which corrects the
GJ model’s deficiencies, is proposed to evaluate the physical effects of upwelling/downwelling on suspended sediment concentration
(SSC) on continental shelves. The general SSC patterns derived from the two models are similar. However, in the case where
settling velocity is larger than the maximum upwelling/downwelling velocity, the GJ model shows a homogeneous distribution
of SSC, whereas the two-dimensional model identifies a distinct maximum SSC in the middle of the water column in combined
upwelling and downwelling systems, and a SSC gradient in upwelling settings. Furthermore, when the maximum upwelling velocity
is larger than the settling velocity, the GJ model shows a maximum SSC at the water surface, whereas the SSC is lower at the
water surface when using the two-dimensional model. 相似文献
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废黄河三角洲是南黄海内陆架的重要物源。为深入探索废黄河口海域沉积物输运机制,利用2015~2016年夏季与冬季在废黄河口外海域10个站位获取的现场沉积动力数据,计算潮不对称参数、余流、悬沙输运量等。分析结果表明,废黄河口海域沉积物输运模式存在显著的空间差异,大部分海域悬沙沿等深线向南输运,仅在近岸侧局部悬沙向岸或向北输运、离岸最远处站位向北输运但输运率较小;近岸浅水海域以平流输沙为主,其他离岸区域以再悬浮作用为主。由于流速和悬沙浓度之间的相位差,导致余流(净水输运)方向与净悬沙输运方向存在差异。研究沉降速度与悬沙输运涨落潮不对称的关系,发现沉降速度越大,悬沙输运的不对称性就越显著;沉降速度是造成近底部流速与悬沙浓度相位差的主要原因,导致废黄河口外净悬沙输运存在显著的垂向差异。 相似文献