為了進一步完善推移質輸移理論,采用暴露高度、暴露角定量分析床沙分布的隨機特性,并通過試驗對床沙隨機分布特性進行研究。統(tǒng)計結果表明,暴露高度與暴露角均服從正態(tài)分布�；谖悠饎痈怕矢拍罴跋鄬Ρ┞陡叨扰c暴露角分布規(guī)律,建立了泥沙起動概率計算式。根據(jù)泥沙顆粒的受力平衡,推導推移質運動速度表達式,并且借鑒Engelund輸沙模型的構建理念,推導了推移質輸沙率公式,并利用經(jīng)典的推移質輸沙率實測數(shù)據(jù)檢驗了公式,表明該公式具有較好的適用性。 

【文章來源】：泥沙研究. 2020,45(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

泥沙顆粒位置示意

泥沙顆粒的作用力主要包括拖曳力FD、上舉力FL、水下重力W(圖4)，各力及其力臂分別為:式中:CD為水流拖曳力系數(shù);CL為水流上舉力系數(shù);ub為作用點處的瞬時流速;ρ為水的密度;D為泥沙顆粒粒徑;g為重力加速度[15];LD為拖曳力力臂;LL為上舉力力臂;LW為水下重力力臂。由滾動平衡方程(FDLD+FLLL=WLW)整理可得臨界起動底部平均流速uc計算式:

起動流速系數(shù)的概率密度累計函數(shù):由于式(12)不能直接積分計算，為便于應用，本文由式(12)(取CD=0.4,CL=0.1[15]))計算起動流速系數(shù)，并繪制起動流速系數(shù)概率密度累計函數(shù)曲線，如圖5所示。圖5顯示，對于單顆泥沙而言，當作用流速系數(shù)0<φ<1.33時，起動概率小于50%，或者說止動概率大于50%，表明泥沙運動的概率小于止動的概率。當作用流速系數(shù)1.33<φ<3時，起動概率介于50%～100%，表明泥沙運動概率大于止動概率，泥沙將形成連續(xù)的運動狀態(tài)，最小流速即可稱之為起動流速。當作用流速系數(shù)φ>3時，表明水流流速已經(jīng)足以破壞床面泥沙結構，大量泥沙進入運動狀態(tài)。通過對圖5的曲線進行擬合，可得如下計算式:


本文編號：3221642