非均匀沙输移及沙波运动特性

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1、分类号___________密级____________uDC___________学号201210104043NorthChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower硕士学位论文非均匀沙输移及沙波运动特性张志虎导师姓名、职称张羽副教授_________________申请学位工学硕士学科名称港口、海岸及近海工程提交论文日期2015年5月答辩日期2015-5-23学位授予单位、授予日期华北水利水电大学_____________独立完成与诚信声明本人

2、郑重声明：所提交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的研宄成果并撰写完成的。没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为。文中除己经标注引用的内容外，本学位论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得华北水利水电大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名:保证人（导师）签名：签字日期：y/rj*

3、签字曰期：学位

4、论文版权使用授权书本人完全了解华北水利水电大学有关保管、使用学位论文的规定。特授权华北水利水电大学可以将学位论文的全部或部分内容公开和编入有关数据库提供检索，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段复制、保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文原件或复印件和电子文档。（涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)学位论文作者签名:导师签名：签字日期：q签字日期：义，r‘6,/分类号：密级：UDC:单位代码：10078华北水利水电大学硕士学位论文非均匀沙输移及沙波运动特性NON-UNIFOR

5、MSEDIMENTTRANSPORTANDSAND-WAVEMOVEMENTCHARACTERISTICS研究生姓名：张志虎指导教师：张羽专业名称：港口、海岸及近海工程所在学院：水利学院2015年5月摘要非均匀沙输移及沙波运动特性摘要沙波运动是推移质运动的一种主要形态并且对悬移质运动也有很重要的影响。沙波运动作为泥沙颗粒在床面上运动的集体表现形式，对河床的水沙条件影响很大，与平整河床的泥沙运动有很大的区别，对河床的冲淤、演变、结构都能产生很重要的作用。目前，在沙波运动上的研究还不充分，大部分的研

6、究仅是对沙波运动过程的简单描述，一些关于沙波与输沙率关系的研究也仅仅是把沙波看作规则的形状进行简单的力学分析。关于沙纹的成因争议不休，对沙波各个阶段的划分也模棱两可，沙波运动与河床泥沙运动交换的关系也未得到充分的研究。因此，研究沙波运动对于完善泥沙从起动到输移的理论体系是十分有意义的。本课题利用100m长水槽试验条件，使用轻质塑料沙作为试验模型沙，在不同的水流强度下，观察沙波运动的细部特征，采集沙波运动的形态参数，对沿程冲刷过的泥沙各断面取样并进行筛分分析及比重测量，找出泥沙输移过程中的关键影响

7、因子。对试验数据进行分析，建立沙纹形成理论模型，研究沙波运动在床沙交换分选、床沙分层、级配变化、河床冲淤演变等方面的作用。试验结果表明：沙纹的形成是近底层内水沙能量周期交换的结果；沙波面上活跃的泥沙运动特别是分离点和交汇点附近两个区域是泥沙颗粒分选与交换的关键区域；随着不同强度水流的变化，沙波参数也具有规律性的变化，床沙表层和深层交换会使泥沙垂向平均粒径向深处粗化，比重向深处变大等变化规律；最后，分析了沙波运动的最终演变到沙丘深潭直接参与到河床演变的行列，得到了沙波运动速度的表达式，对基于沙波运

8、动的推移质输沙率公式进行了改进。关键词：非均匀沙；沙波运动；泥沙输移；床沙交换；级配调整；河床演变；水槽试验IIIABSTRACTNON-UNIFORMSEDIMENTTRANSPORTANDSANDWAVESMOVEMENTCHARACTERISTICSABSTRACTThemovementofsandwavesisasignificantformofbedloadmotionandplaysanimportantroleintheprocessofsuspendedsedimentmovem

9、ent.Asweallknow,sedimentinthebedmovesasteamsthataredescribedassandwave.Sothiskindofsediment-motionhasagreatinfluenceontheflowandsedimentconditionsandthereisabigdifferenceinthesedimentmovementoftheflat-bed.Obviously,sandwaveshaveanimportanteffectonero