靜態(tài)高含沙渾水剪切力及對(duì)渭河洪水影響的初步研究.pdf

1、渭河中下游地區(qū)是陜西省政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心區(qū)域。近年來(lái),由于渭河下游嚴(yán)重淤積,再加上高含沙水流的特性,導(dǎo)致了小水大災(zāi)的局面,并嚴(yán)重的制約了渭河下游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。作為治理黃河的組成部分,渭河下游河槽萎縮研究成為陜西省重點(diǎn)基金科研項(xiàng)目被提上了日程,同時(shí)渭河作為典型的細(xì)顆粒含量較大的高含沙河流,也引起了人們的關(guān)注。作為陜西高校省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)科研項(xiàng)目:《渭河下游河槽萎縮機(jī)理及其對(duì)防洪形勢(shì)的影響研究》的一部分,本論文探討了渭河洪水傳播歷時(shí)延

2、長(zhǎng),河床演變劇烈等現(xiàn)象,認(rèn)為造成這些現(xiàn)象的原因之一是高含沙水流的靜止剪切應(yīng)力作用。靜止剪切應(yīng)力是指靜止?fàn)顟B(tài)下高含沙水流的剪切應(yīng)力。除曹如軒在進(jìn)行異重流研究時(shí)對(duì)靜態(tài)剪切力進(jìn)行過(guò)初步探討外,很少有人進(jìn)行系統(tǒng)的研究。本論文通過(guò)實(shí)驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際研究了高含沙水流的剪切力隨靜止時(shí)間的變化。論文的主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:1.通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)資料的分析得出,含有一定量細(xì)顆粒的高含沙洪水容易在灘面和河槽邊壁附近形成貼邊淤積,而且貼邊淤積是造成河道萎縮的主要原因之

3、一。2.渭河洪水傳播歷時(shí)增長(zhǎng)的原因是賓漢極限剪切力增大、河道萎縮、縱比降變緩、灘地高稈作物等,其中賓漢剪切力是主要原因之一。3.利用沉降管對(duì)3種泥沙粒經(jīng)級(jí)配和18種含沙量懸浮液進(jìn)行了τ靜隨靜止時(shí)間t變化的實(shí)驗(yàn);和以電子天平為工具,對(duì)3種級(jí)配,12組含沙量試液做了相同的實(shí)驗(yàn)。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,含有相當(dāng)百分含量的細(xì)顆粒泥沙高含沙渾水,其含沙量達(dá)到一定值時(shí),它的流型已由與時(shí)間無(wú)關(guān)的非牛頓體,變?yōu)榕c時(shí)間有關(guān)的非牛頓體,且靜止一段時(shí)間后,剪切力不

4、再是賓漢極限剪切力τ B,而變成大于τ B的一種剪切力τ靜。τ靜隨著靜止時(shí)間的增長(zhǎng),逐漸增大,而且增長(zhǎng)速率越來(lái)越慢,達(dá)到一定時(shí)間段就會(huì)保持不變。5.靜態(tài)剪切力τ靜的大小不僅與時(shí)間有關(guān),而且與泥沙粒徑成反比,與含沙量大小成正比。6.以前判斷高含沙水流繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的條件是τ B <τ0,通過(guò)試驗(yàn)及實(shí)測(cè)資料分析得出,判斷高含沙水流繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的條件不再是τ B <τ0,而是τ靜<τ0。