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水利工程论文-粗细泥沙挟沙能力研究.doc

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水利工程论文-粗细泥沙挟沙能力研究.doc

水利工程论文粗细泥沙挟沙能力研究摘要文中导出了均匀沙、非均匀粗细泥沙平衡和不平衡状态下的挟沙能力公式,反映出含沙量、来沙量、级配和粘性对挟沙能力的影响。关键词挟沙能力非均匀沙悬移质基金项目1均匀沙挟沙能力以下的探讨以悬沙制紊的观点出发1,2,4,针对黄河下游高含沙水流3及“多来多排,少来少走”的特点,引入浑水粘性等影响,建立均匀泥沙的挟沙能力关系,作为进一步探讨非均匀粗细泥沙挟沙能力关系的基础;同时,导出平衡状态下和不平衡状态的挟沙能力关系。11平衡挟沙能力ES和E分别代表在相同水流条件下的浑水和清水在单位时间内的能量损失,而以ΔE代表E和ES的差值,系由悬移质的制紊作用而出现的,则有EESΔE1令A代表过水断面面积,SV代表以体积百分数计的含沙量,U代表断面平均流速,J、JS分别表示清水及浑水的能坡,ΓS、ΓM分别为泥沙及浑水的密度,则EΓM1SVAUJΓSSVAUJ2ESΓM1SVAUJSΓSSVAUJS3ΔEΓSΓΩAC1SAV4式2和原有推导中采用ΓMAUJ略有差异,其原因在于多ΓSΓMSVAUJ,是表明泥沙的存在对于浑水深液依然有一定的影响。把2、3、4代入1式有ΓSΓMΩAC1SAVΓMAUJJSΓSΓMSVAUJJSSAVΓM/C1ΩΓSΓMUJJSΓMΓS/ΓMSVUJJS由JJSU2/8GRFFS得SAVΓM/C2ΓSΓMFFSU3/GRΩ1ΓSΓM/ΓMSV5而FFS与含沙量有关,SV越大,FFS越大,当SV0时,FFS亦为0。同时,FFS的值和浑水的粘性亦有关系,用ΜR表征相对粘度,则FFS应正比于ΜR。因此有FFSC3SΑVΜR6式中Α和Β皆为参数,代入5式并整理有SVKΓM/ΓSΓMU3/GRΩM1ΓSΓM/ΓMSVMΜMR7式中K为系数KG/S,M为待定参数均由实验确定,而Ω为浑水沉速,ΜR水的相对粘度。关于Ω和ΜR有许多公式,本文中取3ΜR1SV/SVM25引入水槽和黄河天然实测资料,回归参数M和K得SV0211ΓM/ΓSΓMU3/GRΩM1ΓSΓM/ΓMSVΜR0698式中SR表征含沙量(体积百分比)大小对于挟沙能力的影响。式8的计算成果与实验水槽和黄河实测资料的对比如图1所示,相关系数R0935,说明该公式对于黄河挟沙能力计算是符合较好的。12不平衡状态下的挟沙能力上述为均匀沙在平衡状况下的挟沙能力推导,由上述结果可知含沙量对于挟沙

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