非静水压力分布下泥沙起动及推移质输移的动力响应机理研究

非静水压力的产生是自然界河流中较为常见的现象，无论是障碍物绕流这种局部水流运动，如丁坝和桥墩附近的流动，还是沿程分布的床面渗流均会导致流场中较大非静水压力的形成。泥沙的起动、输移等规律将受到垂向的非静水压力分布的显著影响，使得为人们熟知的希尔兹起动公式以及Meyer-Peter-Mueller、Einstein和van Rijn等推移质输沙率公式不再适用。本项研究拟从理论上探讨非静水压力形成对泥沙的起动及推移质输移规律的影响，在传统的希尔兹方程和推移质运动公式中引入非静水压力项，结合明渠水槽试验调查和实测资料分析，探明均匀渗流边界和丁坝水流中非静水压力的分布特点和动力特性，检验泥沙颗粒的稳定性和动力响应，建立非静水压力分布下无粘性泥沙起动和推移质输沙率的理论模型。本项研究不仅可以为河道管理、岸坡防护和航道整治等工程提供关键技术支撑，而且对泥沙运动基本理论的完善有着重要的学术意义。