推移质扩散的随机模型及统计规律

本文给出了一般条件下的推移质扩散模型.对忽略运动时间和考虑运动时间,固定参数和变动参数等不同情况,研究了点源、线源与面源的扩散,并得到了相应的分布函数.     

论黄河调水调沙

首先从7个方面论述了黄河调水调沙的理论根据和实践基础,包括黄河下游输沙能力表达、堆积性与洪峰期间的巨大输沙能力、河道的游荡多变与平衡趋向性、“多来多排”的根据及利用、“冲河南（段）,淤山东限）”及其相反、第二造床流量与平滩流量、下游排沙比与水库排沙比关系以及拦粗排细等．接着,根据6年来调水调沙的实践,阐述了5个方面的主要效益：加大了入海沙量;降低了洪水位;扩大了主槽和加大了平滩流量;增加了山东河段冲刷比例,没有发生“冲河南（段）,淤山东（段）”;改善了小浪底水库变动回水区淤积部位,促进了异重流和浑水水库排出．尤其是加大了平滩流量,其最小值从1800m^3／s加大到3500m^3／s．利用调水调沙,大幅度改善了900km的河道,这在世界治河史上是创举．最后,分析了黄河调水调沙的巨大潜力,若能充分发挥,有可能利用75％的来水,排走全部来沙．     

泥沙颗粒跃移运动机理

水流中泥沙颗粒的跳跃运动是推移质运动的重要形式,根据泥沙颗粒运动过程的受力分析,建立了忽略颗粒旋转和紊动影响的泥沙颗粒跃移运动模型,并采用数值计算方法,求解了跃移运动方程,得到了跃移运动参数（跃移长度、跃移高度、跃移速度）的统计特性,所得结论与实验资料吻合较好;通过对数值计算结果回归分析,得到了跃移运动参数以及输沙率的数学表达式,对于了解推移质运动机理有重要的意义．     

扩散方程边界条件及恢复饱和系数

依据泥沙交换的统计理论，建立了非均匀沙扩散方程在床面的边界条件，它对一维、二维以至三维方程都是必须的，它将决定泥沙的冲淤．在此基础上积分二维扩散方程，得到了恢复饱和系数，阐述了它的特性，进而导出了在强平衡条件下的恢复饱和系数的理论表达式和相应的数字结果．最后给出了不平衡条件下恢复饱和系数的近似值和综合恢复饱和系数的数值．     

开县三峡水库淹没区泄水拦沙淤地还田工程方案研究

针对三峡水库开县淹没区淹没损失大，同时鉴于原研究的大防护方案被否定和分块小防护方案并不完全有效，提出了泄水拦沙淤地还田方案。方案如实现后可保护淹没耕地 2520hm2(3.78万亩)，新增河滩地733.3hm2(1.1万亩)，能基本补偿开县全部淹没土地3353.3 hm2(5.03万亩)。该方案的指导思想具有新意，一方面是顺应流水的规律，不予堵截；另一方面又将泥沙看成一种资源，拦沙造地，抬高地面高程，便于修堤防护，而且将原土地改造成旱涝保丰收的良田，能做到长治久安。该方案造价低，效益好，而且具有一般性。     

输沙率的随机模型及统计规律

本文给出了泥沙四种运动状态的寿命分布,处于各种状态的泥沙之间的转移强度以及床面静止颗粒的起动分布等.在此基础上建立了输沙率的随机模型,得到了输沙率的分布和平均输沙率公式.本文在理论上概括了推移质与悬移质的输沙规律。     

斜坡上非均匀沙分组起动流速

在经典力学的基础上,以某一概率为定量标准,根据斜坡上泥沙的受力状态,采用滚动模式进行理论推导,考虑了作用流速和颗粒位置的随机性、非均匀沙不同粒径之间的相互作用及不同倾角的影响,推导了斜坡上非均匀沙分组起动流速公式,通过实测资料验证表明,计算值与实测值符合较好．     

单颗泥沙运动力学及统计规律

我们采用力学与概率论相结合的途径,对单颗泥沙运动进行了研究。1.单颗泥沙运动的机理和概化图形单颗泥沙具有静止、滚动、跳跃和悬浮四种运动状态。当水流强度不很大时,床面颗粒起动之后,常常是滚动。当水流强度较大,或具有一定速度的运动颗粒与床面颗粒碰撞后,产生了一定的竖向分速,颗粒就会离开床面,作短暂的跳跃。当水流强度很大时,在紊动水流的涡体携带下,泥沙颗粒可以在水中悬浮一定的距离。跳跃颗粒与滚动颗粒的区...     

推移质低输沙率

针对泥沙运动统计理论建立的推移质低输沙率公式进行了系统的描述,讨论了以拖曳力和平均流速为主要参数的两类推移质输沙率公式.指出了两类公式存在的问题.在揭示推移质输沙机理的基础上,提出影响输沙率大小的主要因素是泥沙输移的强度效应和速度效应.尽管各类输沙率公式都可以归结为这两个因素的共同作用,但只有考虑泥沙运动的随机因素才能正确概括泥沙起动时的低输沙率过程,才能明确起动时低输沙率的物理机理.     

三峡建坝前后洞庭湖的淤积

对目前常用的一些水库壅水排沙关系模式作了对比研究分析,确定了其中理论性较好又能符合实际的模式,对其做了较大的改进,使其理论上更为合理和完善。在此基础上,建立了适用洞庭湖的淤积计算模式,验证计算了数十年间洞庭湖的淤积发展情况,计算结果与实测数据符合很好。应用该模式,预估了三峡建坝后洞庭湖的淤积发展。三峡建坝后洞庭湖淤积大大减缓。