第3章河工模型試驗

1、1第第3 3章章 河工模型試驗河工模型試驗2n3.1 3.1 正態(tài)定床河工模型正態(tài)定床河工模型n3.2 3.2 變態(tài)定床河工模型變態(tài)定床河工模型n3.3 3.3 動床河工模型動床河工模型n3.4 3.4 推移質(zhì)動床河工模型推移質(zhì)動床河工模型n3.5 3.5 懸移質(zhì)動床河工模型懸移質(zhì)動床河工模型3滿足重力相似滿足重力相似流速比尺：流速比尺：流量比尺：流量比尺：時間比尺：時間比尺：2/1lu2/5lQ2/1lt滿足阻力相似滿足阻力相似3/21lnu以上兩項同時滿足時以上兩項同時滿足時1 6nl紊流限制性條件紊流限制性條件表面張力限制性條件表面張力限制性條件1000Remcmhm5 . 1n相似條件

2、相似條件4實現(xiàn)阻力相似的方法實現(xiàn)阻力相似的方法曼寧公式法和蔡克士大曲線法。曼寧公式法和蔡克士大曲線法。按曼寧公式法，糙率比尺應滿足按曼寧公式法，糙率比尺應滿足1 6nl模型加糙方法模型加糙方法u顆粒無間距排列加糙（密排加糙）顆粒無間距排列加糙（密排加糙）經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式u顆粒有間距排列加糙（梅花加糙）顆粒有間距排列加糙（梅花加糙）須做預備試驗須做預備試驗 張有齡公式：張有齡公式：160.0166nd天科所公式：天科所公式： 160.0133nd密排加糙后模型有效水深與實際水深的關系為：密排加糙后模型有效水深與實際水深的關系為：dhh)3 . 02 . 0(n模型設計模型設計56長江南通河段物理

3、模型長江南通河段物理模型78n試驗研究的內(nèi)容試驗研究的內(nèi)容某低水頭某低水頭水利樞紐，水利樞紐，壩軸線處河身寬壩軸線處河身寬2600m2600m，多年平均流多年平均流量達到量達到14000 m14000 m3 3/s/s，實測枯水流量實測枯水流量9150 m9150 m3 3/s/s時，時，平均水深平均水深9.7 9.7 m m，平均流速平均流速1.151.15 m/s m/s， 。進行定床河工模型試驗的目的進行定床河工模型試驗的目的主主要為：要為：研究切除岸嘴等河道整治措施研究切除岸嘴等河道整治措施 ；研究引航道減淤措施研究引航道減淤措施，優(yōu)選口門布置形式優(yōu)選口門布置形式；研究電站上下游流速研

4、究電站上下游流速、流態(tài)流態(tài)。9n試驗方案及模型布置試驗方案及模型布置1 1、由于、由于河道中存在急彎河道中存在急彎、反坡反坡、突然擴大突然擴大，兩岸存在兩岸存在挑流基巖等挑流基巖等，再加上建筑物的干擾再加上建筑物的干擾，所研究的問題又是所研究的問題又是有關水流結(jié)構的問題有關水流結(jié)構的問題，為了保證水流相似為了保證水流相似，以采用正態(tài)以采用正態(tài)模型為宜模型為宜。2 2、為了保證峽谷段出口的水流相似為了保證峽谷段出口的水流相似，模型進口選在峽谷模型進口選在峽谷段出口上游段出口上游2km2km處處，模型出口選在壩下游約模型出口選在壩下游約6km6km處。據(jù)此處。據(jù)此，模型范圍定為模型范圍定為9km9

5、km 。 10n模型設計模型設計1 1、由于場地限制，取模型平面比尺為：、由于場地限制，取模型平面比尺為：100l2 2、按慣性力重力比相似要求：按慣性力重力比相似要求： 1/210ul3 3、流量比尺流量比尺5/2100000Ql110.0232 0.0371mn 0.0107 0.0186mn 由此求得模型糙率為：由此求得模型糙率為：下游：下游： 壩下游來說壩下游來說，采用水泥沙漿粉面采用水泥沙漿粉面；壩上游采用水泥壩上游采用水泥沙漿粉面沙漿粉面加加適當打毛適當打毛。在基巖出露的局部地方在基巖出露的局部地方，進行小進行小范圍的梅花加糙范圍的梅花加糙。上游：上游：4 4、按阻力重力比相似要求

6、：按阻力重力比相似要求：1 62.15nl125 5、校核模型限制條件校核模型限制條件模型最小雷諾數(shù)模型最小雷諾數(shù)模型最小水深模型最小水深 11.5 9.7Re111551000 20000.01m9.71.5mhcmcm模型制成后，經(jīng)過驗證試驗，表明有關水力要素模型模型制成后，經(jīng)過驗證試驗，表明有關水力要素模型與原型基本相符。與原型基本相符。13實驗場地的限制實驗場地的限制 水流條件的限制水流條件的限制 模型沙選擇的限制模型沙選擇的限制 實驗量測精度和時間的限制實驗量測精度和時間的限制 n采用變態(tài)河工模型的原因采用變態(tài)河工模型的原因14滿足重力相似滿足重力相似流速比尺：流速比尺：流量比尺：流

7、量比尺：時間比尺：時間比尺：2/1hu2/3hlQ2/1hlt重力相似和阻力相似同時滿足：重力相似和阻力相似同時滿足：1 22 3nlh紊流限制性條件紊流限制性條件表面張力限制性條件表面張力限制性條件1000Remcmhm5 . 1n相似條件相似條件滿足水流連續(xù)性相似滿足水流連續(xù)性相似15在變態(tài)模型中得到同時完全滿足阻力相似和在變態(tài)模型中得到同時完全滿足阻力相似和重力相似條件的糙率是困難的。重力相似條件的糙率是困難的。采用大變率的模型來研究流速分布問題是不采用大變率的模型來研究流速分布問題是不適宜的。適宜的。 采用變態(tài)模型來研究回流問題是不合適的。采用變態(tài)模型來研究回流問題是不合適的。 n模型

8、變態(tài)對水流運動相似的影響模型變態(tài)對水流運動相似的影響16一維整體水流，即水位和斷面平均流速相似一維整體水流，即水位和斷面平均流速相似的問題。的問題。對二維水流問題，在一定條件下也適用，如對二維水流問題，在一定條件下也適用，如地形較平緩順直、河床較寬淺的平原河流。地形較平緩順直、河床較寬淺的平原河流。 關于變率的規(guī)定。關于變率的規(guī)定。n變態(tài)模型的適用范圍和條件變態(tài)模型的適用范圍和條件 17n試驗研究的內(nèi)容試驗研究的內(nèi)容 某平原河流淺灘段航槽不穩(wěn)，水深不足。按航運要求某平原河流淺灘段航槽不穩(wěn)，水深不足。按航運要求應使現(xiàn)有最小航深再提高應使現(xiàn)有最小航深再提高0.6m0.6m，決定采用整治措施，整治，

9、決定采用整治措施，整治方案是：固定上游右岸邊灘，并在過渡段兩側(cè)壓縮和導引方案是：固定上游右岸邊灘，并在過渡段兩側(cè)壓縮和導引水流擴大固定缺口，以增加航深。水流擴大固定缺口，以增加航深。18n試驗方案及模型布置試驗方案及模型布置1 1、采用定床模型，修建工程后河床可能發(fā)生的沖淤變、采用定床模型，修建工程后河床可能發(fā)生的沖淤變化可由流速、流向、單寬流量分布、流態(tài)以及水面比降化可由流速、流向、單寬流量分布、流態(tài)以及水面比降的變化情況進行推論。的變化情況進行推論。2 2、為了保證水流相似，模型應包括該淺灘河段的一個完、為了保證水流相似，模型應包括該淺灘河段的一個完整的河型單元，試驗河段全長約整的河型單元

10、，試驗河段全長約30km30km，河寬，河寬23.3km23.3km。 19n模型設計模型設計1 1、由于場地限制，取模型平面比尺為：、由于場地限制，取模型平面比尺為：500l2 2、河段淺灘最小水深為河段淺灘最小水深為2.6m2.6m，枯水流速為，枯水流速為1.24m/s1.24m/s，為保，為保證水流為紊流，并消除表面張力的影響，模型必須采用證水流為紊流，并消除表面張力的影響，模型必須采用變態(tài)。綜合考慮后選定變率為變態(tài)。綜合考慮后選定變率為5 5，即取，即取 100h3 3、按慣性力重力比相似要求：按慣性力重力比相似要求： 102/1hu4 4、按阻力重力比相似要求：按阻力重力比相似要求：

11、2/31 20.96hnl200.0212 0.0342mn 0.0214 0.0266mn 本河段枯水期的原型糙率為本河段枯水期的原型糙率為0.02040.03290.02040.0329，中洪水，中洪水期的原型糙率為期的原型糙率為0.0206 0.02550.0206 0.0255，要求模型糙率為：，要求模型糙率為：中洪水期：中洪水期： 其中較大糙率出現(xiàn)在深槽部分，采取分段加糙辦法，其中較大糙率出現(xiàn)在深槽部分，采取分段加糙辦法，除深槽部分采用直徑為除深槽部分采用直徑為25mm25mm的卵石梅花加糙外，其余的卵石梅花加糙外，其余散鋪散鋪1015mm1015mm小卵石。因模型河段斷面寬深比較大

12、，僅小卵石。因模型河段斷面寬深比較大，僅考慮河床糙率相似，河岸糙率相似未作單獨考慮?？紤]河床糙率相似，河岸糙率相似未作單獨考慮。 枯水期：枯水期：215 5、流量比尺流量比尺3/2500000Qlh6 6、校核模型限制條件校核模型限制條件模型最小雷諾數(shù)模型最小雷諾數(shù)模型最小水深模型最小水深 2.6 12.4Re22201000 20000.01m2.61.5mhcmcm模型制成后，經(jīng)過驗證試驗，表明有關水力要素模型模型制成后，經(jīng)過驗證試驗，表明有關水力要素模型與原型基本相符。與原型基本相符。22水流運動的相似水流運動的相似同定床模型同定床模型 泥沙運動的相似泥沙運動的相似 u推移質(zhì)運動的相似推

13、移質(zhì)運動的相似 u懸移質(zhì)運動的相似懸移質(zhì)運動的相似 u異重流運動的相似異重流運動的相似 n相似條件相似條件u河床沖淤變形的相似河床沖淤變形的相似23系數(shù)；系數(shù)；由起動流速公式由起動流速公式式中：式中： 為指數(shù)，可等于為指數(shù)，可等于1/51/51/71/7，一般取，一般取1/61/6；泥沙、水的容重；泥沙、水的容重；泥沙粒徑泥沙粒徑 u推移質(zhì)運動的相似條件推移質(zhì)運動的相似條件 l 泥沙起動相似（沖刷條件相似泥沙起動相似（沖刷條件相似 ）gddhkusycky,s d得起動流速比尺得起動流速比尺2121dydhuusc24由竇國仁推移質(zhì)輸沙率公式由竇國仁推移質(zhì)輸沙率公式 guuuCkgcssb32

14、00bg0kcu2 . 1/ccuu 式中：式中： 單寬推移質(zhì)輸沙率；單寬推移質(zhì)輸沙率；綜合系數(shù)，對于全部底沙取為綜合系數(shù)，對于全部底沙取為0.10.1；止動流速，一般取止動流速，一般取0C01 2lCh謝才系數(shù)，從謝才公式可得：謝才系數(shù)，從謝才公式可得：l 輸沙條件相似輸沙條件相似u推移質(zhì)運動的相似條件推移質(zhì)運動的相似條件 25得輸沙率比尺得輸沙率比尺24/ )(0Cugssb 若沙質(zhì)底沙處于半懸浮狀態(tài)，還應滿足沉降相似（沿程若沙質(zhì)底沙處于半懸浮狀態(tài)，還應滿足沉降相似（沿程落淤部位的相似）落淤部位的相似） 由沉速公式由沉速公式 得得sKgd1 21 2sd綜合得輸沙率比尺為：綜合得輸沙率比尺

15、為：2/3/ )(hgssbu推移質(zhì)運動的相似條件推移質(zhì)運動的相似條件 26由二元恒定均勻流泥沙擴散方程：由二元恒定均勻流泥沙擴散方程：式中：式中： 含沙量；含沙量；沿流向的水流速度；沿流向的水流速度；垂向坐標方向的泥沙紊動擴散系數(shù)；垂向坐標方向的泥沙紊動擴散系數(shù)； 泥沙沉速泥沙沉速 ；l 泥沙懸移和沉降相似泥沙懸移和沉降相似u懸移質(zhì)運動的相似條件懸移質(zhì)運動的相似條件 zsssuxzzzSuzt時間時間27得懸移和沉降相似需要滿足的兩個相似條件：得懸移和沉降相似需要滿足的兩個相似條件： 又假定又假定z等于水流動量交換系數(shù)等于水流動量交換系數(shù)m，即沉降相似條件沉降相似條件u懸移質(zhì)運動的相似條件懸

16、移質(zhì)運動的相似條件 1hz1lhukzumz取取 、 ，又，又 ，可得：，可得： 11kughJ2/12/12/12/1ulhuJhu懸移相似條件懸移相似條件ulhu28由水流挾沙力公式由水流挾沙力公式 ：l水流挾沙能力相似水流挾沙能力相似u懸移質(zhì)運動的相似條件懸移質(zhì)運動的相似條件 3ssuSkgh 可導出水流挾沙力比尺：可導出水流挾沙力比尺： /ssS由恒定流懸移質(zhì)不平衡輸沙方程式由恒定流懸移質(zhì)不平衡輸沙方程式 SBBSQSx可導得含沙量比尺：可導得含沙量比尺： SS29得懸移和沉降相似需要滿足的兩個相似條件：得懸移和沉降相似需要滿足的兩個相似條件： 又假定又假定z等于水流動量交換系數(shù)等于水

17、流動量交換系數(shù)m，即沉降相似條件沉降相似條件u懸移質(zhì)運動的相似條件懸移質(zhì)運動的相似條件 1hz1lhukzumz取取 、 ，又，又 ，可得：，可得： 11kughJ2/12/12/12/1ulhuJhu懸移相似條件懸移相似條件ulhu30由異重流佛汝德數(shù)判別渾水由異重流佛汝德數(shù)判別渾水異重流的發(fā)生條件：異重流的發(fā)生條件：式中：式中： 渾水密度渾水密度異重流含沙量；異重流含沙量；異重流厚度；異重流厚度； l異重流發(fā)生的相似異重流發(fā)生的相似u異重流的相似條件異重流的相似條件 SHgHurFSSS 可導出異重流發(fā)生的相似條件：可導出異重流發(fā)生的相似條件： ()()1ssssS 31式中：式中： 異重

18、流謝才系數(shù)異重流謝才系數(shù)異重流坡降異重流坡降u異重流的相似條件異重流的相似條件 J0C可導出異重流阻力相似條件為可導出異重流阻力相似條件為 ： l異重流阻力相似異重流阻力相似由異重流的運動速度公式由異重流的運動速度公式 ：JSgHCJgHCuSS002/1huu又又01/21/21/21lCJh32u異重流的相似條件異重流的相似條件 由異重流輸沙量的沿程變化方程：由異重流輸沙量的沿程變化方程： 可導得異重流輸沙量沿程變化的相似條件為：可導得異重流輸沙量沿程變化的相似條件為： l異重流輸沙量的沿程變化相似異重流輸沙量的沿程變化相似SHSuxuhul 33式中：式中： 斷面輸沙率，對推移質(zhì)，斷面輸

19、沙率，對推移質(zhì)， 河床高程河床高程 ；河寬；河寬； l推移質(zhì)動床模型的河床變形相似推移質(zhì)動床模型的河床變形相似u河床沖淤變形的相似條件河床沖淤變形的相似條件 0zBG可導出沖淤變形時間比尺可導出沖淤變形時間比尺 ： 引用泥沙連續(xù)方程：引用泥沙連續(xù)方程：010tzBxGsbBgG 沖淤變形時間沖淤變形時間 ；1ts泥沙干容重。泥沙干容重。 bsghlt134可導出沖淤變形時間比尺可導出沖淤變形時間比尺 ： 同樣引用上述泥沙連續(xù)方程同樣引用上述泥沙連續(xù)方程 ：對于懸移質(zhì)，斷面輸沙率對于懸移質(zhì)，斷面輸沙率 u河床沖淤變形的相似條件河床沖淤變形的相似條件 l懸移質(zhì)動床模型的河床變形相似懸移質(zhì)動床模型的

20、河床變形相似010tzBxGsGQSBhuSsults235由異重流輸沙的平衡方程由異重流輸沙的平衡方程 ： 可導得異重流沖淤變形相似時間比尺可導得異重流沖淤變形相似時間比尺 ： l異重流動床模型的河床變形相似異重流動床模型的河床變形相似u河床沖淤變形的相似條件河床沖淤變形的相似條件 010sstzxHSu2/12/12/1lShSltsss36水流相似條件中的時間比尺水流相似條件中的時間比尺 “ “時間變態(tài)時間變態(tài)”動床模型首先要保證的是河床變動床模型首先要保證的是河床變形相似，因此設計時應首先滿足變形時間比尺的要求，形相似，因此設計時應首先滿足變形時間比尺的要求，而允許水流時間比尺有所偏離

21、。而允許水流時間比尺有所偏離。 u河床沖淤變形的相似條件河床沖淤變形的相似條件 l時間比尺的統(tǒng)一和取舍時間比尺的統(tǒng)一和取舍1 2lthl動床模型實際設計和試驗中重點保證沖淤變形的相似動床模型實際設計和試驗中重點保證沖淤變形的相似 37木屑、煤屑、煤粉、核桃殼顆粒、滑石粉、電木粉、木屑、煤屑、煤粉、核桃殼顆粒、滑石粉、電木粉、各種高分子材料（又稱塑料沙）各種高分子材料（又稱塑料沙）常用模型沙常用模型沙 模型沙的選擇和配制處理模型沙的選擇和配制處理 應同時滿足水流運動及泥沙運動相似。對于推移質(zhì)動床應同時滿足水流運動及泥沙運動相似。對于推移質(zhì)動床模型的模型沙可選用天然沙或輕質(zhì)沙，懸移質(zhì)動床模型模型的

22、模型沙可選用天然沙或輕質(zhì)沙，懸移質(zhì)動床模型的模型沙應采用輕質(zhì)沙。的模型沙應采用輕質(zhì)沙。 n模型沙及其特性測定模型沙及其特性測定38模型沙特性測定模型沙特性測定 n模型沙及其特性測定模型沙及其特性測定 容重測定：浮秤法、比重瓶法、量筒測量。容重測定：浮秤法、比重瓶法、量筒測量。 顆粒級配分析：篩析法顆粒級配分析：篩析法 、移液管法、移液管法 。 靜水沉速測定：采用玻璃沉降筒測定靜水沉速測定：采用玻璃沉降筒測定 起動流速測定起動流速測定 ：采用活動變坡玻璃水槽測定：采用活動變坡玻璃水槽測定 模型沙糙率試驗：采用水槽底部鋪沙測定模型沙糙率試驗：采用水槽底部鋪沙測定 39根據(jù)試驗場地初步選定水平比尺根

23、據(jù)試驗場地初步選定水平比尺 l根據(jù)糙率比尺和可能的供水量及變率，初步選根據(jù)糙率比尺和可能的供水量及變率，初步選定垂直比尺定垂直比尺 n設計步驟設計步驟h進行選沙計算：進行選沙計算：假設選用假設選用不同重度不同重度的模型沙的模型沙 計算計算d1tbg繪圖繪圖sd 和和 的關系曲線的關系曲線 bg1t確定模型沙的種類和粒徑確定模型沙的種類和粒徑40水槽預備試驗：主要是進行起動流速和糙率的試水槽預備試驗：主要是進行起動流速和糙率的試驗驗 輸沙量、時間比尺確定與調(diào)整：輸沙量、時間比尺確定與調(diào)整：選定的選定的模型沙模型沙輸沙相似輸沙相似bg進口加沙量和試驗放水時進口加沙量和試驗放水時間，并反復調(diào)整，直至

24、沖間，并反復調(diào)整，直至沖淤變形相似淤變形相似 1t河床沖淤河床沖淤變形相似變形相似 41n試驗研究的內(nèi)容試驗研究的內(nèi)容某航道整治模型試驗研究河段長某航道整治模型試驗研究河段長6km6km，河床由沙卵石組成，河床由沙卵石組成，其中值粒徑約為其中值粒徑約為5cm5cm，設計枯水流量，設計枯水流量5860 m5860 m3 3/s/s，平均水深，平均水深5.25 m5.25 m，平均流速，平均流速1.78 m/s1.78 m/s，比降，比降5.065.06，糙率，糙率n=0.04n=0.04；設計典；設計典型年流量變幅型年流量變幅2880288042300 m42300 m3 3/s/s， 平均水深

25、變幅平均水深變幅 3.23.219.25 m19.25 m，平均流速變幅平均流速變幅1.651.652.44 m/s2.44 m/s，糙率基本上保持不變。，糙率基本上保持不變。 42n試驗方案試驗方案 河段礙航淺灘的變化主要與卵石運動有關，設計的模河段礙航淺灘的變化主要與卵石運動有關，設計的模型為卵石推移質(zhì)動床模型。本河段雖屬山區(qū)河道，但河谷型為卵石推移質(zhì)動床模型。本河段雖屬山區(qū)河道，但河谷尚屬開闊，通航建筑物對河床的自然狀態(tài)改變不大，可以尚屬開闊，通航建筑物對河床的自然狀態(tài)改變不大，可以允許做成變態(tài)模型。允許做成變態(tài)模型。 1 1、由于試驗場地面積的限制，取、由于試驗場地面積的限制，取 n模

26、型設計模型設計240l432 2、模型沙采用撫順有煙煤粉模型沙采用撫順有煙煤粉 ，故得，故得31350kg/ms3 3、由水流阻力公式由水流阻力公式 ，求得滿足阻力重力比相似，求得滿足阻力重力比相似的流速比尺為：的流速比尺為： ，同時考慮慣性力重力比相，同時考慮慣性力重力比相似可解得：似可解得： 2.65/1.35=1.96s1.65/0.35=4.71shJnhu5/12/110/7lhnhu7/57/10lnh444 4、由起動相似、由起動相似 1/51/21/2cshudud5 5、同時考慮重力相似，可解得、同時考慮重力相似，可解得 53shd 6 6、試算法。設計之前，對選用的模型沙制

27、備了幾種不同粒徑、試算法。設計之前，對選用的模型沙制備了幾種不同粒徑的模型沙沙樣，通過水槽試驗，得到了其糙率及起動流速等的模型沙沙樣，通過水槽試驗，得到了其糙率及起動流速等資料。資料。 假定模型沙采用假定模型沙采用d d5050=10mm=10mm的煤粉，得的煤粉，得 ， ， ，0.0032mn 0.0401.250.032pnmnn10/75/71.2524068h5/3685.144.71d因此，要求模型沙中值粒徑因此，要求模型沙中值粒徑50509.735.14mdmm45和假定值和假定值10 mm10 mm甚為接近，因此采用甚為接近，因此采用 ，7 7、流速比尺：流速比尺： 5d60h7

28、5. 7602/12/1hu8 8、流量比尺：流量比尺： 111600uhlQ9 9、推移質(zhì)輸沙率比尺推移質(zhì)輸沙率比尺 ：5 7.75 1.9675.9bsgdu 1010、河床變形時間比尺河床變形時間比尺 ：/1240 60 1.9637275.9sblhtg 46n模型驗證結(jié)果模型驗證結(jié)果水面線模型與原型基本重合；水面線模型與原型基本重合； 單寬流量分配與原型也是相似的；單寬流量分配與原型也是相似的； 地形驗證試驗，取地形驗證試驗，取1956195619571957年一次洪水過程年一次洪水過程及地形變化作為驗證根據(jù)，試驗結(jié)果表明，模及地形變化作為驗證根據(jù)，試驗結(jié)果表明，模型沖淤情況與原型十

29、分相似。型沖淤情況與原型十分相似。 47由試驗限制條件和糙率比尺初步確定水平比尺由試驗限制條件和糙率比尺初步確定水平比尺 和垂直比尺和垂直比尺 ； ln設計步驟設計步驟h進行預備試驗和選沙計算：進行預備試驗和選沙計算：u按沉降相似條件來選擇模型沙：按沉降相似條件來選擇模型沙：原型沙和模型沙的原型沙和模型沙的 時，沉速比尺時，沉速比尺 ，由，由沉降相似條件，可得粒徑比尺：沉降相似條件，可得粒徑比尺： 2 . 0Re 2/sd/suhdl 48原型沙和模型沙的原型沙和模型沙的 時，沉速比尺時，沉速比尺 ，由沉降相似條件，可得粒徑比尺：由沉降相似條件，可得粒徑比尺： 1000Re 2/12/1/ds

30、2/22lhudsu按兼顧懸移相似和沉降相似條件來選擇模型沙：按兼顧懸移相似和沉降相似條件來選擇模型沙：模型變態(tài)率盡量取小一些模型變態(tài)率盡量取小一些 選沙時取選沙時取 ，進而求得粒徑比尺，進而求得粒徑比尺75. 0uu按起動（或揚動）相似條件來選擇模型沙：按起動（或揚動）相似條件來選擇模型沙：5/15/15/25/2/hduusf5/21/21/2/sudhd49由驗證試驗確定最終的粒徑比尺由驗證試驗確定最終的粒徑比尺 、含沙量比、含沙量比尺尺 和沖淤變形時間比尺和沖淤變形時間比尺 ，具體做法是：，具體做法是： d 1ts選定模型沙，選定模型沙，設定某一設定某一s1t沖淤變形沖淤變形相似條件式

31、相似條件式 重演原型中某一已知重演原型中某一已知的流量沖淤過程的流量沖淤過程若與原型不符若與原型不符 校正模型糙率，或調(diào)整校正模型糙率，或調(diào)整 和和 ，直至觀測結(jié)果滿意為止。直至觀測結(jié)果滿意為止。 S2t50n試驗研究的內(nèi)容試驗研究的內(nèi)容長江南京八卦洲分汊河道右汊是主汊，長約長江南京八卦洲分汊河道右汊是主汊，長約11km11km，左汊為支，左汊為支汊，長約汊，長約22km22km，處于緩慢的淤積狀態(tài)，河床主要由細沙組成。，處于緩慢的淤積狀態(tài)，河床主要由細沙組成。51n原型河段泥沙特性原型河段泥沙特性 n模型沙擬采用經(jīng)防腐處理后的木屑其特征值模型沙擬采用經(jīng)防腐處理后的木屑其特征值 500.01p

32、dmm0.0067/pcm s500.10pdmm0.612/pcm s500.15pdmm1.18/pcm s32650/spkg m31460/spkg m 0.022pn 懸移質(zhì)懸移質(zhì)床沙質(zhì)床沙質(zhì)河床質(zhì)河床質(zhì)顆粒容重顆粒容重淤沙干容重淤沙干容重河道糙率河道糙率顆粒容重顆粒容重 31150/smkg m干容重干容重 3600/smkg m 521 1、根據(jù)試驗場地面積，取、根據(jù)試驗場地面積，取 ，為保證模型水流基本上，為保證模型水流基本上位于阻力平方區(qū)，取位于阻力平方區(qū)，取 ；n模型設計模型設計600l120h2 2、水流運動相似水流運動相似 12010.95uh3 3、阻力相似：由后面模型沙選配可知，所采用的模型沙阻力相似：由后面模型沙選配可知，所采用的模型沙糙率為糙率為 ，得，得 ，要求：，要求： 0.017mn 0.022/0.0171.29n2 31 22/31 211120()120()8.431.29600huhnl2 2、3 3存在一定偏差。在細沙河流動床模型設計中，一般僅存在一定偏差。在細沙河流動床模型設計中，一般僅滿足阻力相似條件，而容許重力相似條件有所偏差。滿足阻力相似條件，而容許重力相似條件有所偏差。 534 4、懸