Page 107 - 2023年第54卷第12期
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Freeze - thaweffectofbedsurfaceonbedloadtransportbehaviour
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WANGLe,YANGXubo,WANGDayu,ZHANGShanghong,WUXue
(1.SchoolofWaterResourcesandHydropowerEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Beijing 102206,China;
2.DepartmentofSedimentResearch,ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing 100048,China)
Abstract:High - latituderiversgenerallyexperienceseasonalfreeze - thawprocess,andtheimpactoffreeze - thaw
processonriverbanksdynamicsandinstabilityhasbeenwidelyreported.Bycontrast,bed - loadtransportbehav
ioursinalluvialriversunderthefreeze - thawactionisstillunknown.Assuch ,twocomparativeexperimentalseries
wereexecutedtoisolatethefreeze - thawimpactonbedloadtransportoveruniformandnon - uniformsedimentbeds
inthepresentstudy ,thefirstseriesfocusedonthebedloadtransportunderfreeze - thaw - freeandnormalroom
temperature(20℃)condition,andthisseriesisdesignatedasbenchmarktests,againstwhichtheimpactof
freeze - thawactiononbedloadtransportrateandcompositioncanbeexamined ,thesecondseriesarethegroupof
comparativeexperimentaltests,withinwhichbothuniformandnon - uniformsedimentbedswereworkedbysequen
tialeventsoffreeze ,thaw,andsteadyflowatnormalroomtemperature(20℃).Ourexperimentsshowthatbed
loadtransportratesareusuallyhigherforbothuniform andnon - uniform sedimentbedsaffectedbyfreeze - thaw
processifcomparedwithmeasurementsinbenchmarktests ,accordingly,aratio ζ ofbedloadratesmeasuredwithin
freeze - thaw - impactedsedimentbedovertheirequivalentsobtainedfromfreeze - thaw - freebed.Acomparisonbe
tweentheratio ζ andnormalizedshearstressindicatesthattheratioζ ishigher(i.e.ζ >1.0)atlowernormalized
shearstressandgraduallyreduced(i.e. ζ →1.0)asnormalizedshearstressincreased.Forcomparativetestsusing
non - uniformsedimentbed,theimpactoffreeze - thawactionontransportedgrainsizeissignificantatlowflowsand
graduallyattenuatedbyincreasingflowmagnitude.Thesefindingsareimportantforenhancingourunderstandingof
alluvialbedstabilityandevolutionincoldregions.
Keywords:freeze - thaweffect;bedload;transportrate;grainsizedistribution;bedstability
(责任编辑:李福田)
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