第5篇 悬移质泥沙运动.ppt

菲克定律，是描述气体扩散现象的宏观规律，这是生理学家菲克（Fick）于1855年发现的。 早在1855年，菲克就提出了：在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量,用J表示）与该截面处的浓度梯度成正比，也就是说，浓度梯度越大，扩散通量越大。这就是菲克第一定律。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 3.3.4.1 §5-3 悬移质输沙率 四、经验公式 第五章 悬移质运动 ㈠基本思路 利用具体河道的实测输沙率资料，依据π定理等手段建立输沙率与水流、泥沙参数(U、R、w、D...)的相关结构，经数值分析获得具体系数和指数等。 一般仅适合具体河道或具体河段。 四 经验公式 挟沙力关系的基本表达式 影响水流挟沙力的四个主要因素包括： 水流条件，包括：流速U，水深h，比降J和重力作用g； 水流的物理性质，包括：容重γ、粘性ν。 泥沙的物理性质，包括：容重 ，沉速 、粒径D 边界条件。包括：河床物质的组成和河宽B. 通过量纲分析法，可以得到断面平均含沙量 表示的水流挟沙力公式一般形式： 第五章 悬移质运动 §5-4 水流挟沙力 一、床沙质总输沙率 张瑞瑾公式 3.5 总输沙率 一、床沙质总输沙率 第五章 悬移质运动 ye ㈡ 代表性公式 范家骅公式：引用引黄济卫渠系和陕西洛惠渠资料 3.3.4.2 xe 第五章 悬移质运动 托马林公式：利用中亚前苏联大量灌溉渠道资料 黄河干支流公式：麦乔威根据黄河干流及部分支流资料 §5-3 悬移质输沙率 四、经验公式 3.3.4.3 四 第五章 悬移质运动 ㈢经验公式应注意的问题 经验公式利用实测资料获得，具有较强的实用性，但需注意： ⑴公式基本只适用于当地河道或河段； ⑵因次大多不和谐，注意各参数的具体单位； ⑶可根据自己研究的河段，借用已有公式拟合具体参数。 §5-3 悬移质输沙率 四、经验公式 3.5.1.5 一 第五章 悬移质运动 （六）对各公式可靠性的检验 美国尼奥布拉拉（NioBrara）河实测资料与三公式比较结果：Engelund-Hansen公式计算结果与实测资料吻合较好，Einstein公式输沙率偏小，但斜率比较接近(图3-20)。 White试验成果表明： Engelund-Hansen公式比Einstein公式计算结果要好，Bagnold公式很不可靠。 鉴于现有理论水平有限，反而经验公式更好。 §5-4 水流挟沙力 床沙质总输沙率 Fig3-20 挟沙力代表公式 爱因斯坦 (Einstein)方法(1950) 第五章 悬移质运动 §5-4 水流挟沙力 床沙质总输沙率 拜格诺（Bagnold, R.A.）方法 挟沙力代表公式 第五章 悬移质运动 张瑞瑾方法 §5-4 水流挟沙力 床沙质总输沙率 恩格隆—汉森方法（Engelund-Hansen）（E-H公式） 挟沙力代表公式 第五章 悬移质运动 §5-4 水流挟沙力 床沙质总输沙率 3.5.2.1 §5-4 水流挟沙力 全沙总输沙率 c3 第五章 悬移质运动 虽然冲泄质一般不参加造床，但计算水库淤积时需考虑； 因冲泄质与水流条件几乎无关，所以目前还难以建立全沙总输沙率理论计算公式。 目前采用的方法是：根据水文站实测的全沙总输沙量与流量建立经验关系式：GT=KQb 3.3.4.3 3.3 第五章 悬移质运动 目前采用的方法是：根据当地河段的具体资料进行检验，优化选取。 另外，习惯用较简单的公式，如推移质的沙莫夫公式、悬移质的武水公式和经验公式等。 §5-4 水流挟沙力