近底流速的研究为河床演变问题提供理论基础,并有利于对河床冲刷措施的正确拟定。本文以挟沙水流条件下测量的近底流速作为研究样本,利用数理统计、平稳随机过程理论、微积分理论、运动流体力学等学科进行分析,建立近底流速概率模型,以及近底加速度和脉动压力的概率模型等。故本文主要研究内容及成果如下:(1)利用随机分布理论,发现挟沙近底流速测量数据满足研究要求,并遵循随机过程的平稳性和各态历经性。利用实验得到的数据样本进行时频域转换,发现近底流速属于低频域信号,且频域集中在20Hz以内,能量集中在10Hz以内。(2)将过滤后的近底流速进行快速傅立叶转换,分析其振幅、初相位角、圆频率的概率分布,发现振幅符合正态分布,圆频率符合均匀分布,对于相位角大致符合均匀分布,由于近底流速属于紊流,具有变异性,故各个参数的概率分布会产生一定的偏差,但在允许误差范围内,满足精度要求。(3)利用平稳随机过程理论,建立近底流速信号的概率模型,发现近底流速的模拟数据与原始样本数据基本吻合,最后对于模型进行权重调节,发现近底流速的最终模拟信号与原始样本信号能够较好吻合,满足精度要求。(4)近底流速对于河床冲刷有着直接的影响,且水流的脉动起主要作用,故利用随机分布理论,利用建立好的近底流速概率模型推导近底脉动加速度模型,利用实测信号进行模拟,发现近底脉动加速度模型数据具有科学性。(5)建立近底脉动压力概率模型,得出脉动压力谱,再利用模拟信号统计分析出各自的特征值,进而模拟出近底脉动流速谱,最后与原始测量数据信号对比,发现模拟结果可靠。(6)近底水流的紊流强度最大,靠近水面最小。而在流量流速较小的情况下,近底紊流强度比其他深度的的紊流强度较小,随着流速增大,近底紊流强度急剧增大,比其他深度的紊流强度大了许多。(7)在低流量情况下,近底水流的脉动能量随着流量的增加而逐渐增加,并当流量超过一定额度,能量会急剧的增大。近底脉动压力在低流量时,脉动压力变化不大,只有小范围的波动,当流量达到一定的限度,脉动压力急剧增大,导致河床出现严重的冲刷。