冲积河流沙质河床推移质级配分布规律
2018-01-21张罗号张红武赵晨苏
水利学报 2017年12期
张罗号,张红武,赵晨苏
(1.河海大学 水利水电学院,江苏 南京 210098;2.清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084;3.北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083)
1 问题的提出
随着河流水沙数学模型的不断发展,推移质级配的研究受到广泛关注,但现有研究成果无论在计算精度方面还是在天然河流的适用性上尚不完善,主要原因在于推移质级配不仅同河床泥沙组成密切相关,且在一定水流条件下与悬移质泥沙交换频繁,推移质泥沙的运动机理十分复杂[1]。
冲积河流沙质河床中,随着水流条件增强,河床表面可动泥沙的数量也逐渐增多,并以推移状态运动成为推移质泥沙,其中细颗粒还会进一步转化为悬移质泥沙,此时推移质级配常与床沙较为接近[2]。图1给出了长江汉口水文站推移质泥沙及床沙取样级配曲线的比较结果,尽管受采样方法的差异及颗分精度所限,但由该图仍可看出,沙质河床上推移质泥沙级配同床沙组成分布状况颇为相近。

图1 沙质河床推移质泥沙与床沙级配实测数据的比较
因此,一些学者通过修正床沙级配得到确定推移质级配的半经验方法。具有代表性的研究成果包括李昌华[3]通过将床沙级配中不动泥沙的百分数扣除并标准化后得到的推移质级配公式,被称为“最大粒径法”;以及张红武[4]采用推移质泥沙平均粒径与床沙平均粒径之比修正床沙级配曲线,得到一条与床沙级配曲线平行的推移质级配曲线,被称为“平均粒径类比法”。……
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