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《丁坝头冲深和堵口抛石大小的计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2期水利水运工程学报No.22001年6月HYDROSCIENCEANDENGINEERINGJun.2001丁坝头冲深和堵口抛石大小的计算122毛佩郁,段祥宝,毛昶熙(1南京水利科学研究院河港研究所,江苏南京210029;2南京水利科学研究院水工研究所,江苏南京210029)摘要:将局部冲刷计算式应用到丁坝头和堵口截流冲坑深度的计算,并引用绕板桩渗流场势流理论计算水流绕坝头的单宽流量(或流速),进而给出了进占堵口或丁坝坝头护脚抛石的稳定性计算式.经过验算,冲深与抛石稳定性的计算与实际工程的结果较为一致.关键词:冲刷深度;抛石稳定性;单宽流量;流速;堵口;丁坝;计算式中图
2、分类号:TV863文献标识码:A文章编号:1009640X(2001)02004605CalculationofscourdeptharoundgroyneheadandsizeofriprapinclosureworkMAOPeiyu,DUANXiangbao,MAOChangxi(NanjingHydraulicResearchInstitute,Nanjing210029,China)Abstract:Alocalscourdepthformulaisappliedinthecalculationofscourdeptharoundagroyneheadin
3、aclosurework,andtheunitdischarge(orvelocity)aroundthegroyneheadiscomputedbyuseofthepotentialflowtheoryinseepagefield.Aformulareflectingthestabilizationofriprapinaclosureworkandofgroyneheadapronisthusdeduced.Thecalculationresultsofscourdepthandstabilizationofriprapareconsistentwiththeactualsituatio
4、n.Keywords:scourdepth;stabilizationofriprap;unitdischarge;velocity;closurework;groyne;calculationformula在河道整治措施中,常采用丁坝挑流来控导河势,但丁坝头的河床局部冲刷甚为严重.虽有一些冲深的[1]计算式,如堤防工程设计规范中引用的前苏联K.B.马特维也夫、E.B.波尔达可夫的计算式,多属经验性的,且都没有考虑床砂粒径对冲深的影响.当床沙粒径d=1mm和d=10mm,用K.B.马特维也夫计算式得到的冲深相差仅为027m,而实际上的冲深有时会差到几米;E.B.波尔达可夫计算式则没有考
5、虑河床质[2]对冲深的影响.为此,本文将局部冲刷计算式推广应用于丁坝头冲深的计算,并对堵口截流工程的龙口冲刷及其抛石的稳定性进行探讨.1局部冲刷普遍计算式的引用[3]以理论为基础引证出的闸坝下游局部冲刷计算式,经试验论证,适用于各种类型局部冲深的估算,并收稿日期:19991010作者简介:毛佩郁(1953-),女,河南开封人,高级工程师,主要从事航道整治工程的研究.第2期毛佩郁,等:丁坝头冲深和堵口抛石大小的计算47在文献[2]中作了系统总结.该局部冲刷计算式为q2-(y/h)T=(1)1/6(s-1)gd(h/d)式中:T为从水面算起的冲坑深度;为与冲刷类型有关的系数;q为
6、平面扩散横向分布的最大单宽流量;1/2[2-(y/h)]为沿水深方向分布的流态参数;为垂向流速分布不均匀性的动量修正系数;h为不冲时的水深或冲坑前的固定护坦末端上的水深;(y/h)为垂向最大流速位置的相对高度;s=s/,且s,分别为河床质和水的重度;g为重力加速度;d为河床砂的粒径或其等效粒径。可见,分子项代表着三维空间水流的冲刷力,且与最大单宽流量及垂向流速分布有关;分母项代表河床质的抗冲力,即临界不冲或起动流速的!关系.(1)式的量纲和谐.(1)式中的冲刷系数与建筑物的类型有关,由试验确定.对于闸坝工程下游的局部冲刷,曾统计了401/6个模型试验资料,将确定为066;若再以文
7、献[4]中的起动流速计算式Vc=151(s-1)gd(h/d)和[2]=066及流态参数2-(y/h)=11代入(1)式,则11q0728qT=1/6(2)Vc(s-1)gd(h/d)这里,将任意河床质(粘土及岩基等)的允许不冲流速或起冲流速Vc引入到局部冲刷计算式中.当水流为均匀流时,(2)式中的流态参数将达最小值1,(2)式即为河道普遍冲刷平衡式.对局部冲刷而言,流态参数[5]总大于1,如闸坝下游的
