Page 72 - 2024年第55卷第11期

３ 试验结果和分析讨论

３．１ 床面形态演变和 特 征 参 数 变 化 床 面 形 态 时 空 演 变 图 ７呈 现 了 工 况 Ｔ１—Ｔ４在 观 测 时 间 段 内
（ ３００ｍｉｎ）床形演变和迁移情况。整体来看，工况 Ｔ１—Ｔ４泥沙运动强度逐渐增大，床面形态由低频、
规则的缓慢变化转为高频、高密度的突然变化，迁移速度 ｃ明显增加，并伴随着床面形态特征参数的
ｂ
变化，如波长延长、波高增加。局部来看，床面形态特征参数和 ｃ出现剧烈波动，各工况下均具有显
ｂ
著的变异性。

图 ７ 床面形态时空演变图

图 ８点绘了床面形态特征参数和 ｃ的时间序列以及其平均值。初步观察可见，床形迁移呈现出低
ｂ
ｃ持续增加，而
速—停滞—突变—高速—低速的交替变化。随着泥沙运动强度的增加，平均迁移速度 珋
ｂ
平均波高 珔 和波长 珔 ｂ
λ的增加速度放缓。ｃ时间序列的波动模式与波高 η 、陡度 Δ类似，体现了迁移速
η
度对床形的依赖性。ｃ本质上是 Δ ｔ时间内水流作用下床形向下游推移的平均距离，更高且陡的床形更
ｂ
容易暴露于平均床面被水流影响。Ｖｅｎｄｉｔｔｉ等 ［１２］ 认为 ｃ的波动类似床形的几何特征，能够在短时间内
ｂ
发生显著变化，且变异程度随水流强度的增加而增加。本文结果显示（图 ９），ｃ的变异强度远超过床
ｂ
ｃ）介于 ８０％～１２０％。而床面形态几何参数
面形态几何参数，各工况下 ｃ? 珋 ? 珋
ｂ ｃ均超过 １０，变异系数（ σ ｃ ｂ ｂ
ｂ
的波动不超过平均值的 ５倍，变异系数介于 ２０％～４０％，略低于文献［２６］归纳的 ０．４１～０．４９，考虑到
本试验仅在较低输沙强度下进行，床形几何参数较低的变异系数是合理的。

图 ８ 迁移速度 ｃ ｂ 、波长 λ 、波高 η 、背流面角度 α 、迎流面角度 β 、陡度 Δ随时间变化过程
３．２ 床面形态迁移速度、特征参数和泥沙运动强度的关系 泥沙运动强度和床形特征参数密切相关，
大量研究表明 ［１２，１９，２７ － ２８］ ，在以推移质为主的水沙条件下，床形的波高、波长和泥沙运动强度呈正相关

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