Page 46 - 2024年第55卷第1期
P. 46
沙率公式能全面反映卵石河床推移质输沙规律,并与不同河流实测资料吻合较好;且部分此类公式形
式复杂,计算繁琐。本文分别从推移质输沙率关系与单一水流因子的建立、经典无因次推移质输沙公
式结果比较、通用无因次推移质输沙公式建立三个方面,确定出适合三堆子河段的推移质输沙公式。
4.1 单一水流因子 按照生产部门常用的资料整编方法,将三堆子站卵石推移质输沙率与对应的实测
流量及平均流速建立如下指数形式关系:
G= pQ q (7)
s
G= rV s (8)
s
3
式中:G为断面卵石推移质输沙率,kg?s;Q为流量,m ?s;V为断面平均流速,m?s;p、r为单一水
s
流因素系数;q、s为指数。
根据三堆子站实测卵石推移质资料计算式( 7)—(8)参数,确定拟合曲线。如图 5所示,三堆子站
2
流量、断面平均流速与卵石推移质输沙率的相关关系较差,实测点据分散,其相关系数 R分别为 0.40
和 0.47,预测结果较差。由此可知,对于三堆子站而言,仅考虑某一水流因子对卵石推移质输沙率的
影响,输沙率公式计算精度较低。
图 5 卵石推移质输沙率与单一水流因素的关系
4.2 无因次经典推移质输沙公式 本文选取 Meyer - Peter、Engelund、Ackers - White、Tsubaki、Einstein
和 Yalin六个经典推移质输沙公式进行比较。为便于分析,将上述公式统一转化为水流强度 Θ与输沙
强度 Φ 的关系。其中无因次水流强度 Θ和输沙强度 Φ 的表达式如下:
γ hJ
Θ= (9)
-
γ s γ d 35
g b γ 1
Φ= (10)
槡 槡
-
γ s γ s γ gd 3
5 0
式中:d 、d 分别为泥沙累积频率分布曲线上横坐标取值为 35%、50%所对应的粒径值,m;J为水
35 50
3
面比降;g为单宽输沙率,kg?s。
b
钱宁 [29] 将经典推移质输沙公式统一转化为 Θ与 Φ 的关系,上述公式转化后的形式如下:
Meyer - Peter式:
Φ= (4 Θ - 0.188) 3?2 (11)
Engelund式:
槡
槡
Φ= 11 .6( Θ - Θ c )( Θ- 0 .7 Θ c ) (12)
Ackers - White式:
16.5
Φ= 2 .02log J Θ Θ( Θ- 0 .17) 3?2 (13)
槡
( ) 槡
Tsubaki式:
0.65
槡
Φ= 25 ( ΘΘ ′) ( ΘΘ ′ - 0 .8 Θ c ) (14)
— 4 1 —