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水利工程论文-岷江都江堰河段卵石推移质的横向分布特性.doc

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水利工程论文-岷江都江堰河段卵石推移质的横向分布特性.doc

水利工程论文-岷江都江堰河段卵石推移质的横向分布特性摘要:常用的推移质输沙率公式多指单位河宽的输沙率计算。对于全断面的输沙率则涉及推移质输沙带的宽度和横向输沙率分布。本文以岷江都江堰河段卵石推移质输沙率的横向分布实测资料为基础,建立了用自然对数函数描述横向分布的概率分布函数。并对横向强输沙区,弱输沙区和不输沙区给出了量化指标。关键词:推移质输沙率横向分布1前言在进行推移质模型试验和一维数学模型计算时,习惯选择一常用的单位河宽推移质输沙率公式,并按实际河宽得出全断面输沙率。这种方法对沙质推移质应不存在很大的问题。但是,对卵石推移质输沙率,沿河宽的分布是十分复杂的。四川岷江都江堰河段的实测资料表明,卵石推移质不但存在随时间的剧烈脉动变化,而且沿横向的分布也存在剧烈的变化[1]。新近的研究表明[2],对顺直河道,垂线平均流速和床面切应力从中心主流区向两岸逐渐减小。当减小到一定的程度,床面剪切力将小于输移泥沙的临界起动切应力。这一分界点以外将无推移质运动。分界点以内推移质输移强度也将随床面切应力的变化而不同。分界点与主流区床面切应力的关系可表示为[2]τbc=ρgSHc(1-β)(1)式中τbc为分界点床面切应力,ρ为水容重,g为重力加速度,S为能坡β=Γ/(ρgSHc),为无尺度单位河长二次流作用力横向梯度;Γ=(HeρUV)/y为单位河长二次流作用力横向梯度。τbm=ρgSHc即为主流区床面切应力。实验表明β=0.15[2],故(1)式可记为τb=0.85τb(2)近岸区床面切应力小于临界切应力τbc的范围即是不输沙区。而在输沙区内,由临界床面切应力到最大床面切应力之间又存在不同的输沙强度,需要根据原型观测资料来分析。2都江堰河段卵石推移质的横向分布观测图1为都江堰河段1983年8月13日实测的横断面各垂线上的流速和推移质输沙率的资料,垂线平均流速的横向的分布比较均匀,输沙带内流速范围为2.33至3.92m/s,但卵石推移质输沙率在横向的分布却极不均匀,qbmax=491g/sm,qbmin=0.14g/sm,极值比达到3507,表明卵石推移质输沙率在横向的分布具有随机性。为此,用下面的统计方法,对实测资料作统计分析。首先,根据垂线位置,将横断面划分成段,将各段的输沙率和对应的输沙宽度按输沙率由大到小排队,然后逐级累计相加,得到累积输沙率系列Qbi和对应的输沙宽度系列B

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