现有适用于黄河的公式概述

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：适用于黄河的具有代表性的公式包括:黄河河渠公式、扎马林公式、张瑞瑾公式、张红武公式等。上述公式有的适用于悬移质全沙，有的适用于悬移质中的床沙质。该公式不仅适用于一般挟沙水流，而且适用于高含沙紊流，它充分考虑了含沙量对输沙能力的影响，可以较好地反映黄河下游“多来多排”的输沙特性。

适用于黄河的具有代表性的公式包括:黄河河渠公式、扎马林公式、张瑞瑾公式、张红武公式等。上述公式有的适用于悬移质全沙，有的适用于悬移质中的床沙质。此处根据实际应用的需要，以悬移质全沙作为研究对象，因而即使床沙质公式也将应用于悬移质全沙的计算。

1.黄河河渠公式

麦乔威和越苏理(1958)根据黄河及引渠系实测资料，用相关分析得到

式中:Ct为悬移质全沙输沙能力，kg/m3;U 为断面平均流速;h 为水深;R 为水力半径;B 为河宽;g 为重力加速度;dcp为悬沙平均粒径;ω 为悬沙加权平均沉速。

2.扎马林公式

扎马林的渠道水流输沙能力公式为(中国水利学会泥沙专业委员会，1989)

式中:Ct为悬移质全沙输沙能力，kg/m3;U 为断面平均流速;h 为水深;R 为水力半径;B 为河宽;g 为重力加速度;dcp为悬沙平均粒径;ω 为悬沙加权平均沉速。

2.扎马林公式

扎马林的渠道水流输沙能力公式为(中国水利学会泥沙专业委员会，1989)

式中:Ct为悬移质全沙输沙能力，kg/m3;J 为比降;ω 为悬沙加权平均沉速。

3.张瑞瑾公式

张瑞瑾等(1959)从分析长江、黄河实测资料入手，以“制紊假说”理论为前提，运用量纲分析法则，通过推导和整理得到

式中:Ct为悬移质全沙输沙能力，kg/m3;J 为比降;ω 为悬沙加权平均沉速。

3.张瑞瑾公式

张瑞瑾等(1959)从分析长江、黄河实测资料入手，以“制紊假说”理论为前提，运用量纲分析法则，通过推导和整理得到

式中:Ct为悬移质中床沙质输沙能力，kg/m3;k、m 为常数，在黄河上分别取0.22和0.76;ω 为悬沙中床沙质泥沙加权平均沉速。该式在黄河的泥沙运动和泥沙数学模型研究中得到了广泛应用。

4.张红武公式

张红武和张清(1992)以张瑞瑾公式为基础，从二维水流的能耗图形出发，考虑泥沙的存在对水流的影响，经分析整理得出了适用于悬移质全沙的输沙能力公式:

4.张红武公式

式中:Ct为悬移质全沙的输沙能力，kg/m3;Cv为体积比含沙量;κ为考虑含沙量影响的卡门常数;ω0为泥沙的清水沉速;D50为床沙中值粒径。所有变量的单位均采用kg、m、s计算。

浑水中群体沉速按下式计算

式中:d50为悬沙中值粒径，mm。该公式不仅适用于一般挟沙水流，而且适用于高含沙紊流，它充分考虑了含沙量对输沙能力的影响，可以较好地反映黄河下游“多来多排”的输沙特性。存在的问题是，计算输沙能力过多依赖已知含沙量，与一般水流输沙能力及不平衡输沙模型的概念有矛盾之处。