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含沙量沿程变化

2020-04-09 21:01

在不平衡输沙情况下,悬移质平均含沙量沿流程变化的规律。

当上游来沙量与本河段水流挟沙能力不相适应时,河床将发生冲刷或淤积。冲淤过程要延续一定距离才能完成。在这段距离中,含沙量处于不饱和或超饱和状态。冲刷过程含沙量沿程增加,如清水下泄时,水库下游沿程冲刷;淤积过程含沙量沿程减小,如沉沙条渠的泥沙淤积。

在均匀流条件下,断面平均含沙量的沿程变化规律可由河段沙量平衡方程式求得。如忽略时段内水流中含沙量的变化,计算公式为

式中,s为断面平均含沙量;x为沿流程距离;q为单宽流量;gsi为单位时间内重力作用下沉在单位床面上的沙量;gs0为单位时间内紊动作用从单位床面上掀起的沙量。设gsi=αsω,gs0=αs*ω,代入式(1),可得

式中,ω为泥沙沉速;s*为水流挟沙能力,α为系数。假定ω沿程不变,积分上式即得含沙量沿程变化计算公式

式中,s0是河段进口断面含沙量;s是出口断面含沙量;V为平均流速;H为水深。式中系数α可通过已有资料来反求。

含沙量沿程变化公式也可根据具体边界条件求解泥沙扩散方程来推得。

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