不连续宽级配床沙推移质输沙率特性试验分析-长江科学院院报.pdf

　 第２８卷第１０期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．２８　Ｎｏ．１０　　 　　２０１１年１０月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｃｔ．２０ １１　 　 　　文章编号：１００１－５４８５（２０１１）１０－００２６－０５ 不连续宽级配床沙推移质输沙率特性试验分析 ａ ｂ ｃ 徐海涛 ，卢金友 ，刘小斌 （长江科学院ａ．科研计划处；ｂ．院长办公室；ｃ．河流研究所，武汉　４３００１０） 摘要：通过水槽试验对不连续宽级配床沙的推移质输沙率进行试验研究。深入分析、探讨了不同水流强度及不同 床沙组成对连续与不连续宽级配床沙输沙率的影响。在已有研究成果的基础上，构造了考虑床沙不均匀性的相对 水流强度表达式，着重研究了相对水流强度与推移质输沙率函数的关系。利用试验资料对提出的表达式进行回归 分析，确定了有关参数。最终确定的不连续宽级配床沙推移质输沙率计算表达式结构合理，能够反映出不连续宽 级配床沙不均匀性对水流输沙的影响。 关　键　词：不连续宽级配；床沙；水槽试验；推移质输沙率 中图分类号：ＴＶ１４２　　　文献标识码：Ａ 映床沙的非均匀性对输沙率的影响。本文通过水槽 试验，研究不连续宽级配床沙推移质输沙率。 １　概　述 推移质输沙率是研究河流泥沙运动和河床冲淤 ２　不连续宽级配床沙输移试验 规律的最基本的理论问题之一。在理论上，它是研 究泥沙运动和河床冲淤变化规律的基础；在实践中， 试验在长３０ｍ、宽５０ｃｍ、深４６ｃｍ、最大供水流 它是解决河床演变计算、水库及取水工程引渠淤积、 量１３９Ｌ／ｓ的玻璃水槽中进行。水槽底坡可调控， 电站粗沙过机、水力输送固体物质、模型试验加沙率 通过设在水槽进口的导叶及平水栅和尾门处的平板 等问题的工具。因此，推移质输移规律是一个很重 闸门及活动导叶闸门对均匀流段进行控制。水位测 要的研究课题。 针布置及观测输沙率装置见图 １。试验段长约 天然河流中床沙都是非均匀沙，因河段不同其 １５ｍ，测验段长约８～１２ｍ；水面比降用水槽配备的 非均匀程度有很大差别。通常情况下非均匀沙可分 水位测针进行观测；断面流速用旋浆流速仪观测，采 为一般性非均匀沙和宽级配非均匀沙。宽级配非均 用３线３点法；进口流量由供水管道上安装的电磁 匀沙又分连续宽级配床沙和不连续宽级配床沙。不 流量计量测；用集沙槽进行收沙，以测定输沙率及推 连续宽级配床沙的组成中某一粒径范围的泥沙含量 移质级配；集沙槽长 ４９．９ｃｍ、宽６ｃｍ、深 ５．５ｃｍ， 很少或几乎缺失，表现在级配曲线上呈现“靠椅” 集沙槽内设有活动的筛网集沙盒，可根据需要随时 状。如葛洲坝水利枢纽下游某些河段的床沙组成具 进行集沙观测；试验铺沙厚度大于６ｃｍ；水温采用 有明显的不连续性，类似床沙组成的还有永定河官 温度计量测；用秒表和时钟进行计时。 厅水库下游一些河段及汉江中游上段等河段［１］。 以往国内外有诸多学者对推移质输沙率进行过 大量研究［２－６］，但大多数研究还都限于级配连续或 级配分布不够广的床沙，对不连续宽级配床沙运动 特性的研究还很少见。董永华［７］的试验研究触及 了不连续级配非均匀沙，揭示了不连续级配非均匀 图１　水槽试验设备示意图 沙运动规律与均匀沙有很大不同的特点，但因试验 Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｐｌａｎｏｆｆｌｕｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎ