Page 93 - 2021年第52卷第8期

取 m = 1/6 ， k = 4.6 ，则：
é b 2 B ù 1/6
U = 4.6 ℎ D 1/3 ê ê - b + - ú ú （22）
1/6
c
ë 4a 16a 2 2ℎa û
该式即为同时适用于非宽浅明渠流及冰盖流的统一泥沙颗粒起动流速公式，当 n = 0 时，即为非
1
宽浅河道明渠流的泥沙起动流速公式。这里的泥沙为床面层内可忽略其黏性的散粒体泥沙颗粒，粒
径大于 0.15～0.20 mm，且不考虑冰期低温对水流黏滞性的影响。
对于宽浅河道， R ≈ ℎ ， R ≈ ℎ ， 则可得：
1 1 2 2
ℎ 2 é æ n 1 ö 2/3 ù ú -1
ê
ℎ = ê 1 + ç è n ÷ ø ú （23）
ë 2 û
-m
U c é æ n 1 ö 2/3 ù ú
ê
U 0c = ê 1 + ç è n 2 ÷ ø ú û （24）
ë
联立式（20）与式（24），可得：
é æ n ö 2/3 ù -1/6
U = 4.6ℎ D 1/3 ê 1 + ç 1 ÷ ú ú （25）
1/6
ê
c
ë è n 2 ø û
该式即为同时适用于宽浅明渠流及冰盖流的统一泥沙颗粒起动流速公式，当 n = 0 时，该式即为
1
宽浅河道明渠流的泥沙起动流速公式。

4 起动流速公式合理性的检验

王军和孙连进在试验水槽中进行了天然无黏性沙的起动试验，光滑冰盖用轻质泡沫模拟，通过
在泡沫板中插入竹签的办法来改变其糙率，冰盖糙率有 0.0212、0.0322、0.0347 三种类型，通过在槽
底铺设不同值粒径的天然无黏性沙来实现床面糙率的改变，不同泥沙颗粒的中值粒径分别为 0.32、
［3］
0.85、1.32 mm，对应河床糙率依次为 0.0109、0.0128、0.0138 。采用所得试验资料，分别对式（22）
及式（25）的合理性进行检验。
单个误差率采用如下公式计算：
单个误差率=（计算值—实测值）实测值×100%
/
平均绝对误差率采用如下公式计算：
平均绝对误差率=单个误差率绝对值之和/实测数据个数
考虑边壁效应 B ℎ 的影响时，采用式（22）计算冰盖流作用下的泥沙颗粒起动流速，此时实测值
与计算值的对比见图 3，误差率见图 4。

40 0.20
0.15
35
0.10
（cm/s） 30 误差率 0.05
0.00
计算值/ 25 -0.05 1 2 3 4 5 6 7 8
20 -0.10 D1=0.32mm
-0.15 D2=0.85mm
-0.20 D3=1.32mm
15
15 20 25 30 35 40 B/h
试验值/（cm/s）
图 3 起动流速实测值与式（22）计算值的比较 图 4 式（22）起动流速计算值的误差率

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