波浪作用下非恒定输沙规律研究进展

王玉海,汤立群,王崇浩,张治昊

(中国水利水电科学研究院,北京 100048)

波浪作用下非恒定输沙规律研究进展

王玉海,汤立群,王崇浩,张治昊

(中国水利水电科学研究院,北京 100048)

为了准确计算一个波浪周期内净输沙率的大小和方向,需要研究波浪作用下非恒定泥沙输移规律。介绍了过去20多年国内外学者在大型往复流水道和波浪水槽中开展的非恒定输沙试验以及原型观测结果,总结了相位滞后效应参数的定量刻画以及不同半非恒定净输沙率模式的构建,探讨了现阶段需要着重解决的关键问题。指出未来需要重点研究不同波况(包括波浪破碎、长波、波流相互作用等)下颗粒的起动延迟或沉降延迟造成的非恒定输沙过程的动力机制,准确刻画泥沙在波浪前、后多个半周期内的交换关系并将其反映在净输沙率的计算公式中;此外还需要深入研究非均匀沙的非恒定输沙过程(包括垂向分选等),并构建相应的净输沙率计算公式。

波浪;沙纹;临底高含沙层;非恒定输沙;相位滞后;半非恒定净输沙率公式

近岸地区波浪动力复杂,泥沙输移活跃。当波浪动力较为温和时,海床床面上会发育沙纹;随着波浪动力的进一步增强,沙纹会被夷平,形成动平床形式的临底高含沙层。临底高含沙层与上部水流之间具有一个比较明显的交界面,虽然厚度较薄(毫米至厘米级),但是含沙量很大,颗粒运动速度较快,因而输沙率较大,是引起岸滩剧烈演变的主要输沙过程之一。……