强水流是一种常见的自然现象,具有强冲击、强冲刷和强输沙能力等特点。它经常发生于堤坝溃决过程中,造成非常严重的后果。进行强水流作用下推移质输移规律的研究是水沙动力学领域的前沿问题,具有重要的科学价值和工程意义。本项目通过水槽试验、理论分析和数值模拟相结合的方法开展研究,研究成果主要包括:(1)溃坝强水流作用下,河床表层泥沙根据不同特征可分为三个区域:第一区域为河床粗化区,第二区域有为小颗粒泥沙沉积区,第三区域为粗颗粒泥沙沉积区。(2)强水流作用下床面推移质泥沙粒径垂向上呈明显分层现象,粗颗粒泥沙层和细颗粒泥沙层交替分布。(3)强水流作用下床面剪切力与r/D具有明显的线性关系,强水流的推移质输沙率受水力半径与泥沙粒径比值的影响明显。(4)强水流作用下床面不同沙波之间的几何形态自相似主要受限于沙波的波长和波高。(5)考虑泥沙颗粒的碰撞作用,建立了强水流作用下推移质输沙率公式以及不平衡输沙方程。(6)设计了非接触式推移质输沙率的测量装置并提出了测量方法。本项目的部分研究成果已应用于望谟河的整治和成子河泄洪道交汇区的流态的研究,为实际工程提供了参考。 2100433B