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水利工程论文-沙质推移质断面输沙率计算方法.doc

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水利工程论文-沙质推移质断面输沙率计算方法.doc

水利工程论文-沙质推移质断面输沙率计算方法摘要:当今众多推移质计算公式,其成果都与实际难符。本文对泥沙统计理论建立的单宽输沙率公式、给各符号的确定方法进行了优选,只需根据水文站日常测验中得到的有关资料,即可求出单宽输沙率的沿河宽分布曲线;沿河宽积分,则可求得相应断面推移质输沙率。本方法与各家公式对比,其成果接近恩格隆公式,经长江三个站实测资料验证,实际误差与当前测验精度一致。具有实用意义。关键词:特征粒径泥沙统计理论特征概率起动流速1前言由于推移质测验很困难,迄今为止实测资料为数有限;为满足实用需要,一般都致力于计算方法的研究与选择。目前经验、半经验的推移质计算公式已不下数十个,因都未考虑横向分布上的强烈不均匀性,所以,计算的成果都与实际相差较大,难于满足实用要求。受泥沙统计理论的启示,取各家研究成果之所长,先对推移质计算中各因子优选,从而优化了单宽输沙率公式。其中推移层厚度随水力因素确定,水流强度和摩阻流速由实测流速参数决定,使计算成果更能符合实际。根据水文站日常测验资料中取得的垂线位置、水深、流速、床沙颗粒级配等资料,就可分别求出各垂线的单宽输沙率,确定其沿河宽分布曲线。再经数学方法处理,沿河宽积分,即能算得全断面推移质输沙率。本方法经单线资料与恩格隆、爱因斯坦、梅叶-彼德等计算成果对比,与恩格隆式接近,大于爱因斯坦与梅叶-彼德两式。与长江有关站断面实测成果对比,基本接近,具有实用意义,为间接法测推移质取得了新的经验。2单宽输沙率公式的选择泥沙统计理论,是当今有广阔发展前景的研究推移质运动的工具[2]。但在确定输沙模式时,彼此还存在较大的差别,有的甚至还涉及到不同的概念[3]。尽管如此,而在公式的结构上,则可以综合为以下通用形式qb=Aγsm0MDP1L/P2t(1)式中P1、P2为特征概率,L为特征长度,t为时间,D为特征粒径,M为沙层运动高度(以特征粒径的倍数计),m0为面密实系数,A为系数;γs为泥沙容重,qb为单宽输沙率。3特征参数的确定式(1)中,A是体积系数π/6与面积系数π/4之比,等于2/3。窦国仁试验结果,面密实系数m0=0.4。γs一般沙质河床可取2650kg/m3。对非均匀沙选用床沙组成中哪一级粒径为代表粒径,各家标准不一致。根据沙质河床的特性及试算的反复研究验证,确定取床沙的D80作为特征粒径D。其他几个参数是经过以下讨论后确定的。3.1

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