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天然河道一维数学模型计算冲淤的断面修正方法

【摘要】:对一个典型得 “U”形河槽,图5-7给出了冲刷和淤积时分配系数BδZb/δAs沿断面的分布情况,表明理论结果反映了泥沙冲淤在滩槽的定量分配规律。

同前面分析,考虑一个微分流管,在此流管上冲淤可直接根据流管的河床变形方程计算

沿断面侧向积分方程式(5-29),而且再次应用式(5-24)可得

将式(5-29)、式(5-30)写成差分,利用式(5-26)等可得垂线冲淤厚度与断面冲淤面积关系

式中:δZb为河道横断面上各垂线的冲淤厚度;δAs为一维计算给出的断面冲淤面积。

因为α=f(R)=f(Rc0.5),Rc=6ω/κU*是断面平均悬浮参数,由式(5-31)结合图5-5可以看出:在淤积情况下,α沿河宽方向变化较小,而且水深较小的地方R 大,α偏大,淤积是按小于指数(3v-1)m 的关系沿不同水深分布的,相对比较均匀。相反,在冲刷情况下,α沿河宽方向变化很大,水深较大处R 小、α 远大于水深较小的地方,冲刷是按远大于指数(3v-1)m 的关系沿不同水深分布的,冲刷主要集中于深槽。这一结果与河流泥沙冲淤的普遍规律“淤积一大片,冲刷一条线”是吻合的。对一个典型得 “U”形河槽,图5-7给出了冲刷和淤积时分配系数BδZb/δAs沿断面的分布情况,表明理论结果反映了泥沙冲淤在滩槽的定量分配规律。

图5-7 典型的 “U”形河槽冲淤在滩槽分配的比例