河流泥沙数学模型.pdf

河流泥沙数学模型河流泥沙数学模型 Sedimentation Dept IWHR 郭庆超郭庆超 中国水科院泥沙所中国水科院泥沙所 2007年年10月月 内容内容 1 简介简介 2 控制方程控制方程 3 模型建立与使用模型建立与使用 Sedimentation Dept IWHR 1 简介简介 随着计算机技术的高速发展和河流泥沙 基本理论的进步 水沙数学模型得到了快速 发展 被广泛地应用于水利工程 江河治理 和河口海岸与泥沙运动有关的领域中 解决 了很多生产难题 发挥了巨大效益 随着计算机技术的高速发展和河流泥沙 基本理论的进步 水沙数学模型得到了快速 发展 被广泛地应用于水利工程 江河治理 和河口海岸与泥沙运动有关的领域中 解决 了很多生产难题 发挥了巨大效益 Sedimentation Dept IWHR 1 简介简介 水沙数学模型 水沙数学模型 1D 平面平面2D 立面 立面2D 准 准3D 完全 完全3D 能够严格总收物理原理 能够严格总收物理原理 能够严格遵守边界和初始条件 能够严格遵守边界和初始条件 节省时间 人力和成本 节省时间 人力和成本 方案比选与优化方案比选与优化 Sedimentation Dept IWHR 解决实际问题 解决实际问题 河道演变河道演变 水库泥沙淤积水库泥沙淤积 水利工程的下游冲刷水利工程的下游冲刷 取水口稳定性取水口稳定性 引航道及港池回淤引航道及港池回淤 河口海岸工程泥沙问题河口海岸工程泥沙问题 模型的功能模型的功能 Sedimentation Dept IWHR 1 简介简介 发现新的机理或规律 通过对比分析大 量计算方案成果 有 可能发现河道演变 水库泥沙淤积等的内 在机理 这是模型试 验和资料分析无法达 到的 因为这些方法 所反映的情况是有限 的 发现新的机理或规律 通过对比分析大 量计算方案成果 有 可能发现河道演变 水库泥沙淤积等的内 在机理 这是模型试 验和资料分析无法达 到的 因为这些方法 所反映的情况是有限 的 模型的功能模型的功能 Sedimentation Dept IWHR 1 简介简介 y 0 0000158 x3 0 00916 x2 0 748 x 11 826 8 6 4 2 0 2 4 6 8 01020304050 Sediment concentration kg m3 Annual sedimentation 10 8t Critical concn 21kg m3 模型应满足以下基本要求 模型应满足以下基本要求 满足物理的基本原理满足物理的基本原理 被分析方法所检验 分析解 被分析方法所检验 分析解 线性线性 人工解人工解 非线性非线性 被实验和实测资料所检验被实验和实测资料所检验 可以预测主要的物理过程可以预测主要的物理过程 数值解是稳定的数值解是稳定的 数值解是收敛的数值解是收敛的 数值结果是可接受的数值结果是可接受的 数值结果符合实际情况数值结果符合实际情况 Sedimentation Dept IWHR 1 简介简介 好的模拟成果还依赖于使用者的经验好的模拟成果还依赖于使用者的经验 被理论被理论 分析解 证实 分析解 证实 模拟结果与实测 资料相符 模拟结果与实测 资料相符 被原型实测资料 证实 被原型实测资料 证实 被实验室数据 证实 被实验室数据 证实 好的数学模型应该 满足 好的数学模型应该 满足 模型使用者的经验对模型质量影响也很大模型使用者的经验对模型质量影响也很大 Sedimentation Dept IWHR 1 简介简介 3D 悬移质运动悬移质运动 zy x s x zyus zx y s y zxvs yxs yxws yx z s z zyx x us us zyx x s xx s xx zxy y vs vs zxy y s yy s yy yxz z s s yxz z ws ws yxz z s zz s zz Sedimentation Dept IWHR 2 控制方程控制方程 3D 悬移质运动扩散方程悬移质运动扩散方程 Sedimentation Dept IWHR 2 控制方程控制方程 z s zy s yx s xz s z ws y vs x us t s zyx 3D 水流运动方程水流运动方程 0 z w y v x u 0 11 2 zyxx p z uw y uv x u xz xy xx 0 11 2 zyxy p z vw y v x uvyzyyxy 0 11 2 zyxz p z w y wv x uw zz yz xz ji i j j i ij uu x u x u H h zb u w x z y v 平面平面2D水流泥沙运动方程水流泥沙运动方程 Sedimentation Dept IWHR 2 控制方程控制方程 0 00 y hv x hu t H 2 2 0 2 00 2 0 2 2 0 2 00000 C vuu g x H gh y u x u h y vhu x uhu t hu 2 2 0 2 00 2 0 2 2 0 2 00000 C vuv g y H gh y v x v h y vhv x vhu t hv 0 0000000 ss y s h yx s h xy shv x shu t hs 0 ss t zb H h zb u0 x z v0 y 立面立面2D水流泥沙运动方程水流泥沙运动方程 Sedimentation Dept IWHR 2 控制方程控制方程 0 z w x u zxx p z uw x uu t u zxx 111 g zxz p z ww x uw t w zzx 111 z s zx s xz s z ws x us t s zx H h zb u w x z 1D水流泥沙运动方程水流泥沙运动方程 Sedimentation Dept IWHR 2 控制方程控制方程 t x 时间和空间坐标时间和空间坐标 A 过水面积过水面积 Q 流量流量 qx 测向单位长度进出河道流 量 进 测向单位长度进出河道流 量 进 出出 H 水位水位 g 重力加速度重力加速度 n 曼宁系数曼宁系数 R 水力半径水力半径 S 含 沙量 含 沙量 sx 测向进出流含沙量测向进出流含沙量 S 挟沙能力挟沙能力 沉速沉速 B 水面宽 水面宽 0 x q x Q t A 0 1 2 11 3 4 2 2 2 2 RA QQn q A Q gA Q xgx H t Q gA x 0 SSBqs x QS t AS xx 水流连续方程 水流动量方程 泥沙连续方程 水流连续方程 水流动量方程 泥沙连续方程 数学模型建立流程数学模型建立流程 物理原理物理原理 控制方程控制方程 主要是微分方程 没有分析解主要是微分方程 没有分析解 采用数值方法 如采用数值方法 如FDM和和FEM 离散微分方程 获得代数方程 离散微分方程 获得代数方程 用实测数据检验模型的合理性和模拟能力 率定模型参数 用实测数据检验模型的合理性和模拟能力 率定模型参数 根据要求解决实际问题 进行方案比较和优化 根据要求解决实际问题 进行方案比较和优化 编写调试计算程序编写调试计算程序 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 数学模型运行流程数学模型运行流程 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 开始开始 数据准备 进口流量 含沙量 级配 出口水位 流量 初始实测断面资料和床沙级配等 数据准备 进口流量 含沙量 级配 出口水位 流量 初始实测断面资料和床沙级配等 计算水力要素 包括水位 流量 河宽 过水面积等 计算水力要素 包括水位 流量 河宽 过水面积等 计算各断面泥沙浓度 悬移质和床沙级配等计算各断面泥沙浓度 悬移质和床沙级配等 计算断面间的冲淤量 冲淤体积计算断面间的冲淤量 冲淤体积 根据冲淤量 修改断面信息根据冲淤量 修改断面信息 满足研究时段满足研究时段 结束结束 满足满足 否否 1D 恒定水流泥沙运动方程恒定水流泥沙运动方程 2 22 n Deformatio Bed x Sediment 0 2 1 Flow SS t Z SS hUS RC U x U gx H b H 水位水位 U 流速流速 S 含沙量含沙量 S 挟沙能力挟沙能力 沉降速度沉降速度 R 水力半径水力半径 C Chezy 系数系数 干容重干容重 h 水深水深 Zb 河 床高程 河 床高程 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 0 2 1 2 22 RC U x U gx H 连续方程连续方程 Q UA 动量方程动量方程 2 1 2 2 2 2 1 2 1 3 10 1 2 1 3 4 1 3 10 23 42 1 i i i i i ii i iii ii A Q A Q gA QB A QBnx HH 采用采用FDM离散动量方程 离散动量方程 通过试算 求解各断面的水位 流量 流速 河宽 过水面积等 通过试算 求解各断面的水位 流量 流速 河宽 过水面积等 1 2 i 1 i i 1 NI 1 NI 上游 xi xi 1 下游 进口出口 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 微分方程离散微分方程离散 x ransport Sediment tSS hUS 尽管该方程也可以用尽管该方程也可以用FDM求解 但通过简单假定可以得到分析解 假定 求解 但通过简单假定可以得到分析解 假定 q hU dx dS SS qdx SSd 微分方程通解微分方程通解 cdxe dx dS eSS dx q dx q 积分常数积分常数 c 可以由进口的边界条件确定 因此特解为 可以由进口的边界条件确定 因此特解为 L q x q L q L dx dx dS eeeSSSS 0 00 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 微分方程离散微分方程离散 假定假定S 沿水流方向线性变化 即 沿水流方向线性变化 即 dS dx 常数常数 L SS dx dS 0 特解可写为 特解可写为 q L q L e L q SSeSSSS 1 0 00 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 i ij i ij i ij i ij q x ij i L j jiii q x L j jiiiii q x ij i jiji q x jijijiji e x q PSSePSSSS e x q SSeSSSS i 断面编号断面编号 j 泥沙颗粒分组数 对于非均匀泥沙运动 群体含沙量可由均匀沙叠加而计算 泥沙颗粒分组数 对于非均匀泥沙运动 群体含沙量可由均匀沙叠加而计算 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 微分方程离散微分方程离散 无论对于低含沙水流还是高含沙水流 其挟沙能 力公式的一般形式均可用下式表达 无论对于低含沙水流还是高含沙水流 其挟沙能 力公式的一般形式均可用下式表达 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力挟沙能力 mm s s gh U KS 3 这里 这里 K是系数 是系数 和和 s分别是浑水和泥沙容重 分别是浑水和泥沙容重 对于低含沙水流 其浑水容重和泥沙在浑水条件 下的沉降速度分别近似等于清水容重和清水时的泥沙 沉降速度 因此低含沙水流挟沙能力公式可写为 对于低含沙水流 其浑水容重和泥沙在浑水条件 下的沉降速度分别近似等于清水容重和清水时的泥沙 沉降速度 因此低含沙水流挟沙能力公式可写为 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力挟沙能力 这里 这里 S0 为低含沙水流挟沙能力 而为低含沙水流挟沙能力 而 0 和和 0分 别为清水容重和清水时的泥沙沉速 分 别为清水容重和清水时的泥沙沉速 mmm s s h U k gh U KS 0 3 0 3 0 0 0 对于高含沙宾汉体 公式是不能搬用的 这时不仅要 考虑水流中泥沙含量对浑水容重的影响 也要考虑其对沉 降速度的影响 浑水容重和泥沙在浑水中的沉降速度公式 可分别写为 对于高含沙宾汉体 公式是不能搬用的 这时不仅要 考虑水流中泥沙含量对浑水容重的影响 也要考虑其对沉 降速度的影响 浑水容重和泥沙在浑水中的沉降速度公式 可分别写为 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力挟沙能力 这里 这里 k为沉降速度修正指数 一般情况下为沉降速度修正指数 一般情况下k 7 0 0 1 s S S k s S 1 0 将浑水容重和浑水中沉速修正关系代入挟沙能力一般 公式 得到高低含沙水流统一的挟沙能力公式 将浑水容重和浑水中沉速修正关系代入挟沙能力一般 公式 得到高低含沙水流统一的挟沙能力公式 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力挟沙能力 这里 这里 为考虑泥沙颗粒周围一层难以分离的薄膜水对泥沙颗粒 体积影响修正系数 含沙量较低时 可取为 为考虑泥沙颗粒周围一层难以分离的薄膜水对泥沙颗粒 体积影响修正系数 含沙量较低时 可取为1 0 高含沙水流可取 高含沙水流可取 0 5左右 当含沙量很高时 左右 当含沙量很高时 有减小趋势 但最小值不低于有减小趋势 但最小值不低于0 3 m mk s m s s h U S S kS 0 3 1 0 0 0 1 1 1 从高低含沙量统一公式可以看出 从高低含沙量统一公式可以看出 1 含沙水流的挟 沙能力不仅与水力因子 如 含沙水流的挟 沙能力不仅与水力因子 如U h 和泥沙因子 如 和泥沙因子 如 0 有 关 而且也受上游来流含沙量的影响 有 关 而且也受上游来流含沙量的影响 2 对于低含沙 水流 如 对于低含沙 水流 如S 100kg m3 挟沙能力受上游含沙量影响 甚微 然而 随着含沙量的进一步增加 挟沙能力受上游 来流含沙量的影响渐趋明显 而且来流含沙量越高 水流 挟沙能力越大 这正是高含沙水流多来多排的缘故 挟沙能力受上游含沙量影响 甚微 然而 随着含沙量的进一步增加 挟沙能力受上游 来流含沙量的影响渐趋明显 而且来流含沙量越高 水流 挟沙能力越大 这正是高含沙水流多来多排的缘故 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力挟沙能力 恢复饱和系数恢复饱和系数 是模型重要参数之一 利用悬移质泥沙 运动基本理论 对的取值进行了研究 推导了系数 是模型重要参数之一 利用悬移质泥沙 运动基本理论 对的取值进行了研究 推导了系数 的理 论表达式 郭庆超 的理 论表达式 郭庆超 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 恢复饱和系数恢复饱和系数 11 ln 1 1 1 1 1 1 1 11 1 aa a d z C g d z C g z 是相对水深 a是参考相对水深 是卡曼常数 取0 4 z1 u 是 表征清水和浑水扩散差异的物理量 当含沙量较低时 可取1 0 恢复饱和系数恢复饱和系数 是模型重要参数之一 从理论上讲它可 表达为床面泥沙浓度与垂线平均泥沙浓度之比 因此 系 数的理论数值应该大于 是模型重要参数之一 从理论上讲它可 表达为床面泥沙浓度与垂线平均泥沙浓度之比 因此 系 数的理论数值应该大于1 0 表达式表明 对于一般天然河道 表达式表明 对于一般天然河道 的理论值非常接近 于 的理论值非常接近 于1 0 这与在实际计算时取 这与在实际计算时取0 25 1 0是很相近的 这说 明以前对 是很相近的 这说 明以前对 的经验取值是有根据的 而对于实验室的水槽 资料 的经验取值是有根据的 而对于实验室的水槽 资料 的理论值可以远远大于的理论值可以远远大于1 0 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 恢复饱和系数恢复饱和系数 随着模型在河道和水库应用的机会越来越多 对系数随着模型在河道和水库应用的机会越来越多 对系数 k0的认识也越来越清楚 一般情况下系数的认识也越来越清楚 一般情况下系数k0值的变化范围 在 值的变化范围 在0 01 0 05之间 在南方少沙河流中之间 在南方少沙河流中k0取值较小 如长 江和汉江下游 取值较小 如长 江和汉江下游k0可取为可取为0 014 0 02 在北方多沙河流 中 系数 在北方多沙河流 中 系数k0应该大一些 如黄河下游的应该大一些 如黄河下游的k0可取为可取为 0 025 0 033 水库取值大于河道 粒径细的大于粒径 粗的 滩槽差明显的大于不明显的 根据这些基本原则可 以基本上估计某一河流或水库的挟沙能力系数 水库取值大于河道 粒径细的大于粒径 粗的 滩槽差明显的大于不明显的 根据这些基本原则可 以基本上估计某一河流或水库的挟沙能力系数k0取值范围 取值范围 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力系数挟沙能力系数 根据根据Bagnold和和Rubey等人的研究成果 郭庆超推导 了估算 等人的研究成果 郭庆超推导 了估算k0的半理论表达式 的半理论表达式 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力系数挟沙能力系数 2 0 0 0 C B k r s s 对于实验室资料 对于实验室资料 Bagnold认为认为Br可取为可取为0 01 而对于天然河道 而对于天然河道 Rubey 建议 建议 Br应为应为0 025 对于天然河道而言 谢才系数 对于天然河道而言 谢才系数C一般介于一般介于30 60 因此 利用上述公式 计算的挟沙能力系数 因此 利用上述公式 计算的挟沙能力系数k0的半理论值为 的半理论值为 0 011 0 045 这一半理论计算值在 一定程度上支持了以前的经验取值 这一半理论计算值在 一定程度上支持了以前的经验取值 模型在众多的河道和水库冲淤计算应用中表明 系数模型在众多的河道和水库冲淤计算应用中表明 系数m 非常稳定 围绕着非常稳定 围绕着0 92做微小波动 为了便于模型应用和 减少可调系数的个数 系数 做微小波动 为了便于模型应用和 减少可调系数的个数 系数m在模型中被取为定值在模型中被取为定值0 92 这样 在整个模型中只有一个不太确定的系数 这样 在整个模型中只有一个不太确定的系数k0 使模型 使用起来变得简单方便 使模型 使用起来变得简单方便 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 挟沙能力指数挟沙能力指数 边界条件 进口断面给定流量 含沙量过程 以及悬移质级配 出口断面给定水位和流量过 程 区间应该考虑支流入汇和取引水等 初始条件 计算开始时需要一套实测断面资料 作为河道初始形态 需要对河床的床沙进行分 层 并给出床沙分层级配 边界条件 进口断面给定流量 含沙量过程 以及悬移质级配 出口断面给定水位和流量过 程 区间应该考虑支流入汇和取引水等 初始条件 计算开始时需要一套实测断面资料 作为河道初始形态 需要对河床的床沙进行分 层 并给出床沙分层级配 Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 边界和初始条件边界和初始条件 断面信息提取断面信息提取 70 71 72 73 74 75 76 77 78 100015002000250030003500 Distance m Elevation m 根据断面实测资料 计算不同水位对应的河道断面面 积 根据断面实测资料 计算不同水位对应的河道断面面 积 A 和河宽和河宽 B 建立面积 建立面积 河宽与水位函数关系 河宽与水位函数关系 A fA z B fB z Sedimentation Dept IWHR 3 模型建立与使用模型建立与使用 某断面的面积某断面的面积 河宽与水位关系河宽与水位关系 318 319 320 321 322 323 324 325 326 0200040006000800010000 Cross sectional area m 2 Water level m 318 319 320 321 322 323 324 325 326 05001000150020002500 Cross sectional width m Water level m Sedimentation Dept IWHR 断面信息提取断面信息提取 3 模型建立与使用模型建立与使用 36 37 38 39 40 41 42 43 0200040006000800010000 Discharge m3 s Water level m 26 27 28 29 30 31 32 010002000300040005000600070008000 Discharge m3 s Water level m 8 9 10 11 12 13 14 15 16 010002000300040005000600070008000 Discharge m3 s Water Level m 1 2 i 1 i i 1 NI 1 NI Upstream xi xi 1 Downstream Inlet Outlet Hydrological station IHydrological station IIHydrological station III 1 根据研究河段的水文站资料 绘制水位流量关系 根据研究河段的水文站资料 绘制水位流量关系 Q Z Sedimentation Dept IWHR 曼宁糙率系数曼宁糙率系数 3 模型建立与使用模型建立与使用 2 根据水位流量关系 列表同流量下不同水位站的水位 根据水位流量关系 列表同流量下不同水位站的水位 14 130 340 85000 12 828 339 02000 12 4527 638 51000 12 127 338 2500 Station IIIStation IIStation IQ Sedimentation Dept IWHR 曼宁糙率系数曼宁糙率系数 3 模型建立与使用模型建立与使用 3 根据下面公式 计算相邻水文站之间河段不 同流量下的曼宁糙率系数 根据下面公式 计算相邻水文站之间河段不 同流量下的曼宁糙率系数 2 1 2 2 2 2 1 2 1 3 10 1 2 1 3 4 1 3 10 23 42 1 i i i i i ii i iii ii A Q A Q gA QB A QBnx HH Sedimentation Dept IWHR 曼宁糙率系数曼宁糙率系数 3 模型建立与使用模型建立与使用 第第1组 第 组 第2组 第 组 第L组组 非均匀泥沙非均匀泥沙均匀沙均匀沙 分组分组 非均匀沙按照粒径大小分为若干组 并认为每组泥沙是均匀 的 这样均匀沙运动理论就可以运用到非均匀沙中 非均匀沙按照粒径大小分为若干组 并认为每组泥沙是均匀 的 这样均匀沙运动理论就可以运用到非均匀沙中 Sedimentation Dept IWHR 非均匀沙处理非均匀沙处理 3 模型建立与使用模型建立与使用 Sedimentation Dept IWHR 悬移质级配悬移质级配 3 模型建立与使用模型建立与使用 当淤积时 出口断面的悬移质级配可由进口断面级 配及河段内冲淤百分比来确定 当淤积时 出口断面的悬移质级配可由进口断面级 配及河段内冲淤百分比来确定 1 1 1 1 jr l jjljl PPjj jjjj j QS QSQS 11 其中 其中 式中 式中 j为冲淤百分数 为冲淤百分数 为反映悬沙沿河宽分布不均匀系数 对于条 状水域取 为反映悬沙沿河宽分布不均匀系数 对于条 状水域取3 4 对湖泊型取为 对湖泊型取为1 2 r j 1为代表沉降速度 可由为代表沉降速度 可由 L l jl P 1 1 1 试算确定 试算确定 1 1 1 L j ji P ic j iji i i ji i ji RPP 1 1 1 0 i i i hh h 其中其中 Sedimentation Dept IWHR 悬移质级配悬移质级配 3 模型建立与使用模型建立与使用 冲刷时 出口断面的悬移质级配由进口断面级配 冲刷百分比 上一计算时段的床沙级配等共同确定 冲刷时 出口断面的悬移质级配由进口断面级配 冲刷百分比 上一计算时段的床沙级配等共同确定 式中 式中 i 1代表上一计算时段 代表上一计算时段 Rl为床沙级配 为床沙级配 为虚拟冲刷百分数 为虚拟冲刷百分数 h 为虚冲厚度 为虚冲厚度 h0为扰动厚度 相当于河床单位平方米面积内为扰动厚度 相当于河床单位平方米面积内1吨重量的 泥沙所对应的厚度 约 吨重量的 泥沙所对应的厚度 约0 8m左右 左右 r j 1仍然由 试算求得 仍然由 试算求得 Sedimentation Dept IWHR 淤积物级配淤积物级配 3 模型建立与使用模型建立与使用 淤积物级配是指本时段由悬移质淤积后形成新鲜床 沙的级配 可由分组淤积量与总淤积量的比值计算 其 方程可写为 淤积物级配是指本时段由悬移质淤积后形成新鲜床 沙的级配 可由分组淤积量与总淤积量的比值计算 其 方程可写为 11 11 1 jjjj jjljjjlj l l l SQSQ SPQSPQ V V r 式中 式中 Vl为第为第 l 组粒径淤积物重量 组粒径淤积物重量 Sedimentation Dept IWHR 床沙表层级配床沙表层级配 3 模型建立与使用模型建立与使用 在有冲淤发生的情况下 河床表层的床沙会和悬移 质发生交换 引起表层床沙级配的变化 其计算公式 为 在有冲淤发生的情况下 河床表层的床沙会和悬移 质发生交换 引起表层床沙级配的变化 其计算公式 为 5 0 5 0 1 11 1 1 1 1 11 1 jjjjjjjj jiljjjjjljjjljj jl BBxhtSQSQ RBBxhtPSQPSQ R 这里 这里 Rl是表层床沙级配 是表层床沙级配 t是计算冲淤变形的时间步长 是计算冲淤变形的时间步长 s 是床沙干容重 是床沙干容重 kg m3 其他符号意义同前 其他符号意义同前 Sedimentation Dept IWHR 床沙柱状分层调整床沙柱状分层调整 3 模型建立与使用模型建立与使用 在河床冲淤变形计 算开始前 对可冲床 沙厚度进行分层处 理 并给定各层的床 沙级配 当有冲淤发 生时 床沙柱状分层 将根据冲淤强度进行 调整 在河床冲淤变形计 算开始前 对可冲床 沙厚度进行分层处 理 并给定各层的床 沙级配 当有冲淤发 生时 床沙柱状分层 将根据冲淤强度进行 调整 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 顶 层 h0 h h0 h0 h0 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 顶 层 第1 层 第2 层 第3 层 顶 层 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 顶 层 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 第5 层 顶 层 初始床沙冲刷 I冲刷 II淤积 I淤积 II 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 顶 层 h0 h h0 h0 h0 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 顶 层 第1 层 第2 层 第3 层 顶 层 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 顶 层 第1 层 第2 层 第3 层 第4 层 第5 层 顶 层 初始床沙冲刷 I冲刷 II淤积 I淤积 II Sedimentation Dept IWHR 床沙柱状分层调整床沙柱状分层调整 3 模型建立与使用模型建立与使用 冲刷时 分两种情况调整柱状分层和顶层级配 当冲刷强度不大 顶层床沙够冲时 柱状层数不变 只需修正顶层级配 其他各层级配不 变 当冲刷强度较大 顶层床沙不够冲时 次层床沙参与冲刷 柱层减 少 顶层和次层床沙参与级配调整 其他各层级配不变 淤积时 也分两种情况调整分层和级配 当淤积强度不大