本书采用力学与概率论相结合的途径,深入研究了推移质运动统计理论。全书共10章,主要内容包括:推移质运动研究评述,非均匀泥沙起动规律,弯道边坡上泥沙起动及成团成块泥沙起动,单颗泥沙运动力学及统计规律,泥沙交换的统计规律及其应用,推移质输沙率的随机模型、分布及时均输沙率,推移质扩散的随机模型及统计规律,推移质各种参数的数字计算、验证及特性分析,推移质淤积与冲刷,以及几个推移质理论问题在工程泥沙中的应用。
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前言
第1章推移质运动研究评述1
1.1泥沙起动1
1.1.1沙砾起动1
1.1.2细颗粒起动3
1.1.3非均匀沙起动13
1.1.4泥沙起动的随机特性及统计规律23
1.1.5起动标准30
1.2单颗推移质运动及统计规律33
1.2.1采用确定的力学方法研究单颗推移质跳跃运动34
1.2.2单颗泥沙运动随机分析与力学结合的研究40
1.2.3颗粒跳跃的试验及半经验公式表达49
1.2.4对单颗泥沙滚动与跳跃运动的研究评论50
1.3推移质输沙率51
1.3.1用力学分析方法建立的推移质输沙率公式51
1.3.2对用水动力学方法按三种途径研究推移质的几点讨论56
1.3.3平均输沙率模型53
1.3.4推移质输沙率随机模型77
1.4本书的主要内容及进展81
参考文献98
第2章非均匀泥沙的起动规律104
2.1决定床面泥沙起动的随机变量104
2.1.1泥沙级配104
2.1.2泥沙在床面位置及其分布105
2.1.3底部水流速度及其分布111
2.2床面泥沙黏着力与薄膜水附加下压力113
2.2.1薄膜水附加下压力的存在113
2.2.2黏着力116
2.2.3薄膜水附加下压力122
2.3随时起动流速123
2.4起动概率及起动流速分布126
2.4.1起动概率126
2.4.2起动流速的分布及数学期望129
2.5床面泥沙交换的统计规律及有关分布131
2.5.1床面多颗泥沙起动的统计规律131
2.5.2推移质滚动时的寿命分布135
2.6推移质低输沙率140
2.6.1均匀沙推移质低输沙率141
2.6.2非均匀沙推移质低输沙率157
2.7泥沙起动标准152
2.7.1泥沙起动标准的选择152
2.7.2水槽试验标准154
2.7.3野外输沙率测验时标准155
2.7.4卵石和宽级配床沙起动标准与非均匀沙起动标准156
2.7.5对有关起动标准的讨论158
2.8泥沙起动流速公式的资料验证162
2.8.1均匀沙水槽大量试验资料验证162
2.8.2河道测量资料验证168
2.8.3卵石形态及在床面暴露度对起动流速的影响172
2.8.4非均匀沙分组起动流速的验证179
2.9非均匀沙综合起动流速及对非均匀沙起动流速的讨论181
2.9.1非均匀沙综合起动流速181
2.9.2对非均匀沙分组起动流速公式的讨论183
参考文献188
第3章弯道边坡上泥沙起动及成团成块泥沙起动190
3.1弯道凹岸边壁上的泥沙起动190
3.1.1已有研究概述190
3.1.2力的分析及起动流速公式推导191
3.1.3起动流速公式的概括性及合理性分析196
3.1.4弯道凹岸边壁垂线起动流速确定和验证199
3.2细颗粒泥沙成团起动及其起动流速201
3.2.1细颗粒成团起动的瞬时起动底速202
3.2.2多颗泥沙成团瞬时起动底速与单颗起动流速对比206
3.2.3片状土块起动时临界水深及起动流速208
3.2.4片状土块起动时垂线平均流速与单颗的对比210
3.2.5成团起动流速的验证211
3.3黄河“揭河底”冲刷的理论分析221
3.3.1揭底冲刷现象及已有研究评述222
3.3.2土块瞬时起动底速224
3.3.3土块起动与球状物体起动流速的差别227
3.3.4土块起动的时均速度228
3.3.5起动流速公式与实际资料对比及有关特性分析233
3.3.6土块起动过程中的初始转动方程236
3.3.7土块初始转动方程的分析及数字解244
3.3.8土块的上浮运动253
3.3.9土块露出水面、下沉及纵向运动261
3.3.10几点认识266
参考文献268
第4章单颗泥沙运动力学及统计规律270
4.1颗粒滚动力学及统计规律270
4.1.1颗粒在床面滚动的实际现象与概化图形270
4.1.2颗粒滚动的前半步方程及其分析272
4.1.3颗粒滚动前半步方程的解280
4.1.4颗粒非接触运动方程（后半步方程）及其解289
4.1.5颗粒单步滚动参数的无因次形式292
4.2单步滚动的联结、具有初速的起滚及滚动的逸出295
4.2.1单步滚动联结295
4.2.2具有初速的起滚300
4.2.3关于滚动逸出的问题303
4.3颗粒跳跃力学及统计规律303
4.3.1颗粒在床面的碰撞303
4.3.2单步跳跃运动方程及其解307
4.3.3颗粒单步跳跃运动参数的无因次形式317
4.4由静动起跳条件和临界起跳流速321
4.4.1由静起跳321
4.4.2由滚起跳321
4.4.3由悬起跳324
4.4.4由跳起跳327
参考文献329
第5章泥沙交换的统计规律及其应用330
5.1泥沙交换的机理及概化图形330
5.2转移概率332
5.2.1基本转移概率332
5.2.2四种状态考虑初速时全部转移概率与状态概率338
5.2.3四种状态不考虑初速的转移概率342
5.2.4三种状态不考虑初速(但是分清起悬与悬浮的差别)的转移概率343
5.3运动颗粒与静止颗粒的寿命分布345
5.4交换颗数的数学期望351
5.5交换强度353
5.6非均匀沙的交换强度357
5.7交换强度的应用概况359
5.7.1悬移质与床沙单独交换时的不平衡输沙359
5.7.2悬移质与床沙单独交换达到强平衡的挟沙能力361
5.7.3均匀沙跳跃运动输沙能力363
5.7.4悬移质与床沙和推移质同时交换时的不平衡输沙364
5.7.5悬移质同时与床沙和推移质交换及其与床沙单独交换的不平衡输沙对比368
5.7.6悬移质与推移质单独交换时的输沙能力及推悬比368
5.7.7悬移质与床沙和推移质同时交换时的输沙能力369
5.7.8各种输沙能力表达及大小对比371
5.7.9不平衡输沙时河底边界条件373
5.7.10床沙级配变化374
5.7.11在泥沙冲淤强度相似准则方面的应用375
5.7.12在水库下游清水冲刷中交换强度的应用376
参考文献377
第6章推移质输沙率的随机模型、分布及时均输沙率379
6.1输沙率的随机模型分布及其验证379
6.1.1输沙率的随机模型及其分布379
6.1.2输沙率分布的验证386
6.2均匀沙弱平衡时均输沙能力387
6.2.1均匀沙四种状态弱平衡输沙能力387
6.2.2均匀沙三种状态弱平衡时全沙输沙能力391
6.3非均匀沙强平衡推移质分组输沙能力396
6.3.1非均匀沙强平衡推移质输沙能力396
6.3.2强平衡时推移质输沙能力叠加方法及参数确定397
6.3.3关于直接相加滚动与跳跃输沙能力为推移质的讨论399
6.3.4强平衡分组输沙能力的直观导出401
6.4对以往由理论分析得到的有代表性推移质输沙能力公式的讨论403
6.5非均匀沙总输沙能力408
6.5.1非均匀沙输沙率408
6.5.2推移质输沙能力公式验证412
6.6推移质不平衡输沙423
6.6.1已有研究概述423
6.6.2推移质与床沙和悬沙同时交换时不平衡输沙方程及其解424
6.6.3推移质与床沙及推移质与悬移质单独交换时不平衡输沙428
6.6.4推移质平衡输沙条件430
6.6.5推移质不平衡输沙的恢复速度432
参考文献433
第7章推移质扩散的随机模型及统计规律435
7.1推移质扩散的随机模型已有研究435
7.2推移质扩散的随机模型440
7.3固定参数且忽略运动时间的沉积分布与输移分布444
7.3.1点源的分布444
7.3.2线源及退化面源分布448
7.4变动参数忽略运动时间的情况451
7.5固定参数考虑运动时间的分布451
7.6分布参数λ及ν的确定454
参考文献455
第8章推移质各种参数的数字计算、验证及特性分析457
8.1推移质运动参数的数字计算457
8.1.1颗粒基本转移概率的计算467
8.1.2颗粒均衡滚动有关参数的计算465
8.1.3颗粒均衡跳跃有关参数的计算466
8.1.4求参数的数学期望469
8.1.5非均匀沙总输沙能力及级配483
8.2推移质运动特性分析及有关参数验证484
8.2.1基本转移概率特性484
8.2.2状态概率的特性487
8.2.3推移质滚动参数的特性及机理分析488
8.2.4推移质跳跃参数的特性及验证492
8.2.5均匀沙推移质输沙能力验证及特性分析497
8.2.6非均匀沙推移质输沙能力验证与特性分析503
参考文献517
第9章推移质淤积与冲刷518
9.1推移质淤积现象518
9.1.1推移质进入水库后迅速淤积的现象518
9.1.2推移质淤积纵向形态521
9.1.3淤积过程中的分选523
9.1.4悬移质向推移质的转化523
9.1.5推移质淤积的横向分布524
9.16淤积与冲刷的交错性525
9.2推移质单独淤积的三角洲趋向性及形成分析525
9.2.1均匀沙输沙率及级配525
9.2.2均匀沙准平衡条件下推移质淤积三角洲趋向性529
9.2.3均匀沙不平衡输沙条件下推移质淤积的三角洲趋向性533
9.2.4非均匀沙条件下推移质淤积三角洲的趋向性535
9.2.5考虑淤积对水力因素影响后推移质淤积三角洲的趋向性542
9.2.6推移质淤积三角洲的确定544
9.3悬移质淤积平衡后推移质淤积纵剖面549
9.3.1粗颗粒泥沙起动流速公式简化550
9.3.2满足河相关系时起动平衡纵剖面556
9.3.3河宽沿程不变时起动平衡纵剖面559
9.3.4推移质淤积数量及过程562
9.3.5坝前水位变化大时的淤积纵剖面562
9.4水库推移质与悬移质交错淤积的纵剖面566
9.4.1交错淤积时推移质纵剖面566
9.4.2推移质淤积两阶段的叠加575
参考文献578
第10章推移质理论在工程泥沙中的应用580
10.1推移质脉动规律及其在水文测验中的应用580
10.1.1引言580
10.1.2推移质输沙率的数学期望及方差580
10.1.3均匀沙实测点输沙率的误差581
10.1.4非均匀床沙级配固定时测点输沙率的误差584
10.1.5非均匀床沙级配随机变化时测点输沙率的误差586
10.1.6断面输沙率的误差589
10.2卵石推移质岩性及汇入百分数的调查估算590
10.2.1由岩性确定干支流卵石汇入百分数590
10.2.2利用岩性确定汇入百分数的实例592
10.3推移质运动的水流分选输沙能力公式概化及有关级配594
10.3.1水流对泥沙的分选595
10.3.2推移质输沙能力公式概化599
10.3.3推移质级配与床沙级配的关系600
10.4推移质输沙量的沿程沉积601
10.5河道推移质输沙量的沿程变化604
10.6推移质级配与床沙级配和上游来沙级配的关系及验证606
10.6.1一次重要的推移质模型试验606
10.6.2各种条件下不同级配之间的关系607
10.6.3推移质级配与床沙级配理论关系验证614
10.6.4推移质级配与有效床沙级配理论关系验证616
10.7推移质运动的磨损与分选624
10.7.1对现有磨损研究的讨论624
10.7.2推移质颗粒的磨损机理及分选研究633
参考文献640
京公网安备 11010102004214号