复式河槽平均局部阻力系数的研究.pdf

2012年第8期 黑龙江水利科技 No．8．2012 and of Science Water (第40卷) Heilon舀iang Technolog)rConservancy (TodalNo．40) 文章编号：1007—7596(2012)08—0012—04 复式河槽平均局部阻力系数的研究 赵红旭1，关雅迪2 (1．国电电力发展股份有限公司，黑龙江牡丹江157000；2．大连大学，辽宁大连116622) 摘 要：研究了sKM法中的平均局部阻力系数，将复式河槽分为4个区域，运用sER卜FcF系列试验资料对各区平 均局部阻力系数之间的关系进行了探求。研究发现滩地平均局部阻力系数与相对水深呈乘幂关系，主槽区 与滩地区平均阻力系数之比与相对水深可用二次函数表示，主槽、滩地边坡可用主槽区和滩地平均阻力系数 表示。滩地平均局部阻力系数与达西阻力系数符合线性关系，而主槽两值之比与相对水深满足对数分布。 用平均局部阻力系数推求断面总过流量发现计算值偏大，经过修正后发现计算值与实测值吻合较好。 关键词：达西阻力系数；复式河槽；SKM方法；平均局部阻力系数；过流能力 中图分类号：TV31 文献标识码：B 0 引 言 了平均局部阻力系数计算式并拟合了主槽与滩地阻力系数 sKM方法是以平均水深的N—s方程为基础提出的，因 与相对水深的关系式。Ijao[7矗1研究了平均局部阻力系数对 其可较准确反应漫滩水流的现象而被广泛应用，其解析解计 算式中有3个重要的参数分别为涡黏系数A、二次流项厂及 平均局部阻力系数与相对水深存在一定关系。综上可得，在 达西阻力系数，。其中达西阻力系数／不同于传统达西公式， 研究sKM法时必然会涉及到平均局部阻力系数的计算，因 通过其定义(，=8丁。／pU。2)及许多学者‘¨。101的研究发现将 此，探索其规律就显得尤为重要。 sKM法的达西阻力系数称为平均局部阻力系数更为合适。 本文重点研究复式河槽各区的平均局部阻力系数，探讨 达西阻力公式在知道复式河槽各区断面平均流速时可准确 各区平均局部阻力系数的相互关系，进而通过反算推求断面 推算各区流量及总流量，但在实际测量中由于滩槽掺混作用 总过流能力，并推求平均局部阻力系数与达西公式的转换 很难准确测得各区断面平均流速，因此要准确得到各区达西 关系。 阻力系数就变得很困难。所以在实际测量中可用sERC— 1 FCF系列试验的方法，用LDV测垂向点流速矾，用普雷斯通 局部阻力系数分析与计算 管测量对应垂线的床面剪切力％，后用上述定义式求得局 部阻力系数再平均求得复式河槽各区平均局部阻力系数，修 了每个系列各区局部阻力系数平均值与相对水深(Dr=(日 正后可准确推求总过流量。 一^)／日)的关系(如图3～图5)。各区平均局部阻力系数值 许多学者(shiono…，Knight‘2一…，Rameshwaran‘“，Reza．