懸浮泥沙荷載下水庫泥沙淤積變化及流型演變

楊 帆 池苗苗

(1.塔里木河流域希尼爾水庫管理局，新疆 庫爾勒 841000;2.塔里木河流域干流管理局，新疆 庫爾勒 841000)

水庫淤積是一個非常復雜的過程。移動河床上的剪切流會引起泥沙輸移和河床形態變化[1-2]，水流和河床之間的相互作用通常會產生不同類型的規律模式[3]，相反，泥沙輸移和河床形態也會影響水流，如生成的河床形態會增加流動阻力等[4-5]，研究這些規律模式的發展和演變具有十分重要的意義。預測泥沙輸移速率和了解河床形成過程取決于泥沙粒徑如何影響水流特性，有研究表明當向水流中添加大顆粒泥沙時，流體湍流可能會增加或保持相對不變[6-7]，周建銀[8]研究發現向水流中添加細顆粒泥沙可能會導致湍流衰減。此外，泥沙濃度、粒度分選和泥沙與流體密度比等因素也會影響湍流機制。然而，也有學者提出流動中顆粒的響應時間與湍流尺度之間的比率可能會影響湍流的衰減或增強[9-10]。綜上所述，目前對水流特性和泥沙輸移之間的相互作用關系仍缺乏充分的分析研究。

由于水流紊流的漩渦，大量沉積物懸浮在河床上方，泥沙顆粒浸沒重量與流體剪切作用傳遞的固體法向應力處于動態平衡，在穩定、均勻的流動中，泥沙顆粒可能會在河床、沉積和懸浮之間持續轉換，形成一種動態平衡狀態。由此，本文通過物理試驗來確定水庫中存在形態平衡的時間點，進而重點研究淺水庫懸浮泥沙的淤積問題。通過設置不同的試驗持續時間以確定最佳試驗持續時間，從而繼續進行其他試驗配置。……