推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)理論

目錄
前言
第1章推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)研究評(píng)述1
1.1泥沙起動(dòng)1
1.1.1沙礫起動(dòng)1
1.1.2細(xì)顆粒起動(dòng)3
1.1.3非均勻沙起動(dòng)13
1.1.4泥沙起動(dòng)的隨機(jī)特性及統(tǒng)計(jì)規(guī)律23
1.1.5起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)30
1.2單顆推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)及統(tǒng)計(jì)規(guī)律33
1.2.1采用確定的力學(xué)方法研究單顆推移質(zhì)跳躍運(yùn)動(dòng)34
1.2.2單顆泥沙運(yùn)動(dòng)隨機(jī)分析與力學(xué)結(jié)合的研究40
1.2.3顆粒跳躍的試驗(yàn)及半經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)49
1.2.4對(duì)單顆泥沙滾動(dòng)與跳躍運(yùn)動(dòng)的研究評(píng)論50
1.3推移質(zhì)輸沙率51
1.3.1用力學(xué)分析方法建立的推移質(zhì)輸沙率公式51
1.3.2對(duì)用水動(dòng)力學(xué)方法按三種途徑研究推移質(zhì)的幾點(diǎn)討論56
1.3.3平均輸沙率模型53
1.3.4推移質(zhì)輸沙率隨機(jī)模型77
1.4本書的主要內(nèi)容及進(jìn)展81
參考文獻(xiàn)98
第2章非均勻泥沙的起動(dòng)規(guī)律104
2.1決定床面泥沙起動(dòng)的隨機(jī)變量104
2.1.1泥沙級(jí)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床面泥沙黏著力與薄膜水附加下壓力113
2.2.1薄膜水附加下壓力的存在113
2.2.2黏著力116
2.2.3薄膜水附加下壓力122
2.3隨時(shí)起動(dòng)流速123
2.4起動(dòng)概率及起動(dòng)流速分布126
2.4.1起動(dòng)概率126
2.4.2起動(dòng)流速的分布及數(shù)學(xué)期望129
2.5床面泥沙交換的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及有關(guān)分布131
2.5.1床面多顆泥沙起動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律131
2.5.2推移質(zhì)滾動(dòng)時(shí)的壽命分布135
2.6推移質(zhì)低輸沙率140
2.6.1均勻沙推移質(zhì)低輸沙率141
2.6.2非均勻沙推移質(zhì)低輸沙率157
2.7泥沙起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)152
2.7.1泥沙起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的選擇152
2.7.2水槽試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)154
2.7.3野外輸沙率測(cè)驗(yàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)155
2.7.4卵石和寬級(jí)配床沙起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)與非均勻沙起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)156
2.7.5對(duì)有關(guān)起動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的討論158
2.8泥沙起動(dòng)流速公式的資料驗(yàn)證162
2.8.1均勻沙水槽大量試驗(yàn)資料驗(yàn)證162
2.8.2河道測(cè)量資料驗(yàn)證168
2.8.3卵石形態(tài)及在床面暴露度對(duì)起動(dòng)流速的影響172
2.8.4非均勻沙分組起動(dòng)流速的驗(yàn)證179
2.9非均勻沙綜合起動(dòng)流速及對(duì)非均勻沙起動(dòng)流速的討論181
2.9.1非均勻沙綜合起動(dòng)流速181
2.9.2對(duì)非均勻沙分組起動(dòng)流速公式的討論183
參考文獻(xiàn)188
第3章彎道邊坡上泥沙起動(dòng)及成團(tuán)成塊泥沙起動(dòng)190
3.1彎道凹岸邊壁上的泥沙起動(dòng)190
3.1.1已有研究概述190
3.1.2力的分析及起動(dòng)流速公式推導(dǎo)191
3.1.3起動(dòng)流速公式的概括性及合理性分析196
3.1.4彎道凹岸邊壁垂線起動(dòng)流速確定和驗(yàn)證199
3.2細(xì)顆粒泥沙成團(tuán)起動(dòng)及其起動(dòng)流速201
3.2.1細(xì)顆粒成團(tuán)起動(dòng)的瞬時(shí)起動(dòng)底速202
3.2.2多顆泥沙成團(tuán)瞬時(shí)起動(dòng)底速與單顆起動(dòng)流速對(duì)比206
3.2.3片狀土塊起動(dòng)時(shí)臨界水深及起動(dòng)流速208
3.2.4片狀土塊起動(dòng)時(shí)垂線平均流速與單顆的對(duì)比210
3.2.5成團(tuán)起動(dòng)流速的驗(yàn)證211
3.3黃河“揭河底”沖刷的理論分析221
3.3.1揭底沖刷現(xiàn)象及已有研究評(píng)述222
3.3.2土塊瞬時(shí)起動(dòng)底速224
3.3.3土塊起動(dòng)與球狀物體起動(dòng)流速的差別227
3.3.4土塊起動(dòng)的時(shí)均速度228
3.3.5起動(dòng)流速公式與實(shí)際資料對(duì)比及有關(guān)特性分析233
3.3.6土塊起動(dòng)過程中的初始轉(zhuǎn)動(dòng)方程236
3.3.7土塊初始轉(zhuǎn)動(dòng)方程的分析及數(shù)字解244
3.3.8土塊的上浮運(yùn)動(dòng)253
3.3.9土塊露出水面、下沉及縱向運(yùn)動(dòng)261
3.3.10幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)266
參考文獻(xiàn)268
第4章單顆泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)及統(tǒng)計(jì)規(guī)律270
4.1顆粒滾動(dòng)力學(xué)及統(tǒng)計(jì)規(guī)律270
4.1.1顆粒在床面滾動(dòng)的實(shí)際現(xiàn)象與概化圖形270
4.1.2顆粒滾動(dòng)的前半步方程及其分析272
4.1.3顆粒滾動(dòng)前半步方程的解280
4.1.4顆粒非接觸運(yùn)動(dòng)方程（后半步方程）及其解289
4.1.5顆粒單步滾動(dòng)參數(shù)的無因次形式292
4.2單步滾動(dòng)的聯(lián)結(jié)、具有初速的起滾及滾動(dòng)的逸出295
4.2.1單步滾動(dòng)聯(lián)結(jié)295
4.2.2具有初速的起滾300
4.2.3關(guān)于滾動(dòng)逸出的問題303
4.3顆粒跳躍力學(xué)及統(tǒng)計(jì)規(guī)律303
4.3.1顆粒在床面的碰撞303
4.3.2單步跳躍運(yùn)動(dòng)方程及其解307
4.3.3顆粒單步跳躍運(yùn)動(dòng)參數(shù)的無因次形式317
4.4由靜動(dòng)起跳條件和臨界起跳流速321
4.4.1由靜起跳321
4.4.2由滾起跳321
4.4.3由懸起跳324
4.4.4由跳起跳327
參考文獻(xiàn)329
第5章泥沙交換的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其應(yīng)用330
5.1泥沙交換的機(jī)理及概化圖形330
5.2轉(zhuǎn)移概率332
5.2.1基本轉(zhuǎn)移概率332
5.2.2四種狀態(tài)考慮初速時(shí)全部轉(zhuǎn)移概率與狀態(tài)概率338
5.2.3四種狀態(tài)不考慮初速的轉(zhuǎn)移概率342
5.2.4三種狀態(tài)不考慮初速(但是分清起懸與懸浮的差別)的轉(zhuǎn)移概率343
5.3運(yùn)動(dòng)顆粒與靜止顆粒的壽命分布345
5.4交換顆數(shù)的數(shù)學(xué)期望351
5.5交換強(qiáng)度353
5.6非均勻沙的交換強(qiáng)度357
5.7交換強(qiáng)度的應(yīng)用概況359
5.7.1懸移質(zhì)與床沙單獨(dú)交換時(shí)的不平衡輸沙359
5.7.2懸移質(zhì)與床沙單獨(dú)交換達(dá)到強(qiáng)平衡的挾沙能力361
5.7.3均勻沙跳躍運(yùn)動(dòng)輸沙能力363
5.7.4懸移質(zhì)與床沙和推移質(zhì)同時(shí)交換時(shí)的不平衡輸沙364
5.7.5懸移質(zhì)同時(shí)與床沙和推移質(zhì)交換及其與床沙單獨(dú)交換的不平衡輸沙對(duì)比368
5.7.6懸移質(zhì)與推移質(zhì)單獨(dú)交換時(shí)的輸沙能力及推懸比368
5.7.7懸移質(zhì)與床沙和推移質(zhì)同時(shí)交換時(shí)的輸沙能力369
5.7.8各種輸沙能力表達(dá)及大小對(duì)比371
5.7.9不平衡輸沙時(shí)河底邊界條件373
5.7.10床沙級(jí)配變化374
5.7.11在泥沙沖淤強(qiáng)度相似準(zhǔn)則方面的應(yīng)用375
5.7.12在水庫下游清水沖刷中交換強(qiáng)度的應(yīng)用376
參考文獻(xiàn)377
第6章推移質(zhì)輸沙率的隨機(jī)模型、分布及時(shí)均輸沙率379
6.1輸沙率的隨機(jī)模型分布及其驗(yàn)證379
6.1.1輸沙率的隨機(jī)模型及其分布379
6.1.2輸沙率分布的驗(yàn)證386
6.2均勻沙弱平衡時(shí)均輸沙能力387
6.2.1均勻沙四種狀態(tài)弱平衡輸沙能力387
6.2.2均勻沙三種狀態(tài)弱平衡時(shí)全沙輸沙能力391
6.3非均勻沙強(qiáng)平衡推移質(zhì)分組輸沙能力396
6.3.1非均勻沙強(qiáng)平衡推移質(zhì)輸沙能力396
6.3.2強(qiáng)平衡時(shí)推移質(zhì)輸沙能力疊加方法及參數(shù)確定397
6.3.3關(guān)于直接相加滾動(dòng)與跳躍輸沙能力為推移質(zhì)的討論399
6.3.4強(qiáng)平衡分組輸沙能力的直觀導(dǎo)出401
6.4對(duì)以往由理論分析得到的有代表性推移質(zhì)輸沙能力公式的討論403
6.5非均勻沙總輸沙能力408
6.5.1非均勻沙輸沙率408
6.5.2推移質(zhì)輸沙能力公式驗(yàn)證412
6.6推移質(zhì)不平衡輸沙423
6.6.1已有研究概述423
6.6.2推移質(zhì)與床沙和懸沙同時(shí)交換時(shí)不平衡輸沙方程及其解424
6.6.3推移質(zhì)與床沙及推移質(zhì)與懸移質(zhì)單獨(dú)交換時(shí)不平衡輸沙428
6.6.4推移質(zhì)平衡輸沙條件430
6.6.5推移質(zhì)不平衡輸沙的恢復(fù)速度432
參考文獻(xiàn)433
第7章推移質(zhì)擴(kuò)散的隨機(jī)模型及統(tǒng)計(jì)規(guī)律435
7.1推移質(zhì)擴(kuò)散的隨機(jī)模型已有研究435
7.2推移質(zhì)擴(kuò)散的隨機(jī)模型440
7.3固定參數(shù)且忽略運(yùn)動(dòng)時(shí)間的沉積分布與輸移分布444
7.3.1點(diǎn)源的分布444
7.3.2線源及退化面源分布448
7.4變動(dòng)參數(shù)忽略運(yùn)動(dòng)時(shí)間的情況451
7.5固定參數(shù)考慮運(yùn)動(dòng)時(shí)間的分布451
7.6分布參數(shù)λ及ν的確定454
參考文獻(xiàn)455
第8章推移質(zhì)各種參數(shù)的數(shù)字計(jì)算、驗(yàn)證及特性分析457
8.1推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)字計(jì)算457
8.1.1顆粒基本轉(zhuǎn)移概率的計(jì)算467
8.1.2顆粒均衡滾動(dòng)有關(guān)參數(shù)的計(jì)算465
8.1.3顆粒均衡跳躍有關(guān)參數(shù)的計(jì)算466
8.1.4求參數(shù)的數(shù)學(xué)期望469
8.1.5非均勻沙總輸沙能力及級(jí)配483
8.2推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)特性分析及有關(guān)參數(shù)驗(yàn)證484
8.2.1基本轉(zhuǎn)移概率特性484
8.2.2狀態(tài)概率的特性487
8.2.3推移質(zhì)滾動(dòng)參數(shù)的特性及機(jī)理分析488
8.2.4推移質(zhì)跳躍參數(shù)的特性及驗(yàn)證492
8.2.5均勻沙推移質(zhì)輸沙能力驗(yàn)證及特性分析497
8.2.6非均勻沙推移質(zhì)輸沙能力驗(yàn)證與特性分析503
參考文獻(xiàn)517
第9章推移質(zhì)淤積與沖刷518
9.1推移質(zhì)淤積現(xiàn)象518
9.1.1推移質(zhì)進(jìn)入水庫后迅速淤積的現(xiàn)象518
9.1.2推移質(zhì)淤積縱向形態(tài)521
9.1.3淤積過程中的分選523
9.1.4懸移質(zhì)向推移質(zhì)的轉(zhuǎn)化523
9.1.5推移質(zhì)淤積的橫向分布524
9.16淤積與沖刷的交錯(cuò)性525
9.2推移質(zhì)單獨(dú)淤積的三角洲趨向性及形成分析525
9.2.1均勻沙輸沙率及級(jí)配525
9.2.2均勻沙準(zhǔn)平衡條件下推移質(zhì)淤積三角洲趨向性529
9.2.3均勻沙不平衡輸沙條件下推移質(zhì)淤積的三角洲趨向性533
9.2.4非均勻沙條件下推移質(zhì)淤積三角洲的趨向性535
9.2.5考慮淤積對(duì)水力因素影響后推移質(zhì)淤積三角洲的趨向性542
9.2.6推移質(zhì)淤積三角洲的確定544
9.3懸移質(zhì)淤積平衡后推移質(zhì)淤積縱剖面549
9.3.1粗顆粒泥沙起動(dòng)流速公式簡化550
9.3.2滿足河相關(guān)系時(shí)起動(dòng)平衡縱剖面556
9.3.3河寬沿程不變時(shí)起動(dòng)平衡縱剖面559
9.3.4推移質(zhì)淤積數(shù)量及過程562
9.3.5壩前水位變化大時(shí)的淤積縱剖面562
9.4水庫推移質(zhì)與懸移質(zhì)交錯(cuò)淤積的縱剖面566
9.4.1交錯(cuò)淤積時(shí)推移質(zhì)縱剖面566
9.4.2推移質(zhì)淤積兩階段的疊加575
參考文獻(xiàn)578
第10章推移質(zhì)理論在工程泥沙中的應(yīng)用580
10.1推移質(zhì)脈動(dòng)規(guī)律及其在水文測(cè)驗(yàn)中的應(yīng)用580
10.1.1引言580
10.1.2推移質(zhì)輸沙率的數(shù)學(xué)期望及方差580
10.1.3均勻沙實(shí)測(cè)點(diǎn)輸沙率的誤差581
10.1.4非均勻床沙級(jí)配固定時(shí)測(cè)點(diǎn)輸沙率的誤差584
10.1.5非均勻床沙級(jí)配隨機(jī)變化時(shí)測(cè)點(diǎn)輸沙率的誤差586
10.1.6斷面輸沙率的誤差589
10.2卵石推移質(zhì)巖性及匯入百分?jǐn)?shù)的調(diào)查估算590
10.2.1由巖性確定干支流卵石匯入百分?jǐn)?shù)590
10.2.2利用巖性確定匯入百分?jǐn)?shù)的實(shí)例592
10.3推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的水流分選輸沙能力公式概化及有關(guān)級(jí)配594
10.3.1水流對(duì)泥沙的分選595
10.3.2推移質(zhì)輸沙能力公式概化599
10.3.3推移質(zhì)級(jí)配與床沙級(jí)配的關(guān)系600
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