基于流速幂级数解的明渠纵向离散系数计算方法A乙B乙y.PDFVIP

第37卷第6期 水 利 水 电科 技 进 展 2017年11月 Vol.37 No.6 Advances in Science and Technology of Water Resources Nov. 2017 DOI:10.3880/ j.issn.1006 7647.2017.06.008 基于流速幂级数解的明渠纵向离散系数计算方法 张文俊,胡摇 煜,任华堂,夏建新 (中央民族大学生命与环境科学学院,北京摇 100081) 摘要:针对纵向离散系数计算多直接采用经验公式或在流速分布的求解中引入经验公式,不能完全反 映离散物理机制的问题,基于矩形断面一维水流控制方程,利用幂级数求解流速分布的理论解,提出 了矩形断面明渠纵向离散系数的计算方法,并进一步将其推广至天然河流。 利用该方法计算了104 条天然河流的纵向离散系数,结果表明计算值与实测值处于同一量级,计算结果在可接受范围内。 关键词:纵向离散系数;明渠;幂级数;流速分布 中图分类号:TV133摇 摇 摇 文献标志码:A摇 摇 摇 文章编号:1006 7647(2017)06 0044 04 Computation of longitudinal dispersion coefficient in open channels based on power series solution to velocity distribution/ / ZHANGWenjun,HU Yu,REN Huatang,XIA Jianxin(College of Life and Environmental Sciences,Minzu University of China,Beijing 100081,China) Abstract:The longitudinal dispersion coefficient is usually computed directlyby empirical formulas or indirectly through introducingempiricalformulasduringthesolutiontovelocitydistributions,whichcannotfullyreflectthephysicalmechanisms of dispersion. Based on the one鄄dimensional governing equation of river dynamics, a method to calculate longitudinal dispersion coefficient involving a power series solution to velocity distributionwas proposed. This formulation has been extended to the applications in 104 natural rivers with simplified rectanglecross鄄sections.The computed values are in the same order of magnitudeswith the measured ones,indicating acceptable results. Key words:longitudinal dispersion coefficient;open channel;power series;velocity distributions 摇 摇 近10 年来,河流突发水污染恶性事件时有发 天然河流纵向离散系数为河流水环境模型的关 生,不仅对河流水生生态系统造成严重破坏,更为严 键参数,一直是环境水力学研究中的热点问题。 重的是对下游大中城市供水安全造成威胁,如2005 [1] 1954年Taylor 根据圆管试验基于径向扩散和纵向