瓯江口水流挟沙力公式探讨.pdf

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1、研究报告R礴瓯江口水流挟沙力公式探讨刘金贵，李瑞杰2，刘钦政(1．国家海洋环境预报中心，北京100081；2．河海大学港口、海岸及近海工程学院，江苏南京210098)摘要：采用瓯江口实测泥沙资料，对多个典型挟沙力公式进行了系统比较；对瓯江1：2同步的平均流速和平均含沙量进行分析，探讨适合该河口的挟沙力关系，并引入泥沙因子，考虑泥沙粒径对水流挟沙力的影响。结果认为：各挟沙力公式的计算结果过程曲线趋势一致，只是存在量级上的差别：结合实测泥沙资料进行分析，采用河口、海岸适用性较好的水流挟沙力公式，考虑泥沙粒径对挟沙力的影响，引入泥沙因子分析拟合瓯江口水流抉沙力公式。旨

2、在揭示不同挟沙力公式之间的联系，以及河1：2海域水流挟沙力拟合过程，为进一步探讨河1：2海岸含沙量分布和悬浮泥沙输运提供思路。关键词：水流挟沙力：瓯江口：泥沙因子；当量粒径中图分类号：P76文献标识码：A文章编号：1000．3096(2013)os．0071．06我国河口、海岸多为粉沙或淤泥所覆盖，在潮流式之间的联系，以及河口海域水流挟沙力拟合过程，和波浪共同作用下，泥沙极易悬浮和输移，对潮流为进一步探讨河口海岸含沙量分布和悬浮泥沙输运和波浪共同作用下的挟沙能力规律的研究，在科学提供思路。上和应用上均有重要意义。挟沙力反映了水流挟带1水流挟沙力悬移质和推移质的能

3、力，一般仅考虑水流挟带悬移质中床沙质的能力。1．1基本形式对于水流挟沙力，诸多学者已基于不同理论和挟沙力是指海底泥沙在浪、潮、流作用下不断假设进行了大量研究，并取得了丰富的研究成果。张悬浮，又在重力作用下沉降，当水体中悬浮泥沙与瑞瑾⋯整理了大量的长江、黄河、渠道及水槽实验资悬浮功平衡时，此时的含沙量即为挟沙力加]。影响料后，在“制紊假说”的指导下，得到了应用广泛的水流挟沙力的因素有以下几个方面[“：(1)水流条件，悬移质挟沙力公式。钱宁[2】在专著中总结了Einstein，包括平均流速、水深h、水力坡度、水的容重，，Bagnold，EngelundandHans

4、en，AckersandWhite，张等；(2)泥沙物理特性，包括容重、颗粒沉降速度瑞瑾，沙玉清等挟沙力公式。其中张瑞瑾]公式既有、粒径J[)、断面宽度等；(3)底床泥沙构成。结一定的理论基础，又考虑经验修正，体现了对泥沙合不同的影响因素，挟沙力可以写成如下的函数运动基本问题的研究。20世纪70年代，窦国仁从关系：能量概念出发，导出了悬移质的水流挟沙力公式，S。=F(，h，g，J，，Ys—，u，CO，D，)(1)利用长江和黄河各水文站测验资料及水槽资料验证，通过量纲分析，可进一步简化为：并应用于葛洲坝工程坝区泥沙模型设计。基于能量F，一D厂Uh，旦平衡原理、边界

5、层理论、经验关系、泥沙运动基本lghh，hJ)(2)理论等，诸多学者针对该问题进行了研究，并得到了各自较好的成果【4】。1．2各公式介绍本文在以往研究基础上，利用典型河口实测泥迄今为止，用于计算水流挟沙力的诸多公式，沙资料，将两类几个常用的不同挟沙力公式进行了计算比较；并结合实测含沙量数据，采用河口、海岸收稿日期：2012．02—13；修回日期：2013．02．28基金项目：国家海洋公益性行业科研专项经费资助项目(201005036)适用性较好的挟沙力公式，考虑含沙量为半潮平均作者简介：刘金贵(1981-)，男，甘肃平凉人，博士，主要从事近岸泥情况，讨论水流挟沙

6、力公式。旨在揭示不同挟沙力公沙输运与海洋生态动力学研究，E·mail：liujg@r~mefc．gov．cnMarineSciences／Vo1．37，No．5／201371研究报告只I_】!_S从不同影响参数出发都获得了较好的结果。由于各形式复杂，且受地域限制而导致针对性较强，至今种理论公式、经验或半经验公式所涉及的因素不同，尚未得到一致认可的研究结果。表1公式介绍Tab．1Descriptionoftheformula表中公式均包含了US／(gRco)Y~因次数，这是由观测条件良好。研究中以实测含沙量的垂线加权平于河道中泥沙颗粒较大，水动力条件较为单一，重均

7、值为挟沙力的研究对象，能正确反映各层含沙量力作用co／U较强，基于重力理论的形如OCU3／(gR~,)在加权平均中的贡献。的公式得到了广泛的应用。而刘家驹【loj结合天津港海区和连云港海区的实测资料，建立了半经验半理论公式：：0．0273：(3)一gh式中，为泥沙颗粒容重(kg／m)，“。为风吹流及潮流的合成流速，“为波动水流的平均流速。在淤泥质海岸，应用效果较好，我国《海港水文规范》JTJ213—98曾推荐为计算水体挟沙力的公式。1．3各挟沙力公式比较分析基于瓯江口实测数据(站位布置如图1)，利用窦国仁挟沙力公式、谢鉴衡挟沙力公式、张红武公式、曹祖德挟沙力公式

8、和刘家驹公式五个具有一定