山区天然河道糙率模型试验研究-论文.pdf

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1、第2O卷第5期水利科技与经济V01．20No．52014年5月WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyMay．，2014山区天然河道糙率模型试验xdt-究刘春云，邱勇，陈雪冬，李京蔚(云南农业大学水利学院，昆明650201)[摘要]在进行天然河道治理时，河道糙率是影响水面线推求的一个重要参数。利用河工模型试验的方法，在阻力相似准则下，对天然河道糙率进行率定，以使所推求的水面线合理可靠。[关键词]糙率率定；河工模型；山区天然河道[中图分类号]TV861[文献标识码]A[文章编号]1006—7175(2014)0

2、5—0005—02MountainRiverRoughnessModelTestResearchLIUChun—yun，QIUYong，CHENXue—dong，LIJing—wei(CollegeofWaterResourceandHydraulicEngineering，YAU，Kunming650201，Yunnan，China)Abstract：Innaturalfiver，thefiverroughnessisanimportantparameterinfluencingthewaterlinecalculation．Inthispaper，usin

3、gthemethodofphysicalmodeltest，theresistancesimilaritycriteri-on，thenaturalriverroughnessrate，inordertomakethecalculatedthewaterlineisreasonableandreliable．Keywords：calibrationoftheroughnesscoefficient；physicalmodel；naturalriver诺数相等，这在一般满足重力相似的模型中是难于实现1概述的；其次，由于河道比较宽浅，模型水平比尺受试验场地南盘江属

4、珠江流域，是珠江水系的一级支流，发源于限制，不可能很大，当设计成正态模型时，水深很小，受表云南省曲靖市西北部马雄山东南麓。研究河段位于云南面张力的影响较大，无法保证水面线相似，因此不得不考省宜良县境内，该河段1997年遭遇洪水造成严重洪涝灾虑采用变态模型，亦即将纵横线形比尺A和垂直方向线害，对河岸造成不同程度损坏，急需对沿河堤防进行修复形比尺A取不同数值，并保证A．>Ah。加固。在水面线推求过程中，河道糙率选择的合适与否，研究河段总长3570ITI，治理后河道底宽80In，河道水直接关乎到工程安全和投资大小。因此，为了尽可能使面宽B与水深h之比较大。为保证阻力

5、相似，不受表面设计所采用的河道水面线接近实际，有必要对整治河段张力的影响，通过分析比较，选取几何比尺：A=160、A河道糙率进行率定。=50，相应得到流量比尺A。=56568．54，流速比尺A=南盘江(宜良段)从北向南穿过盆地，地势总体北高7．071，变态率为k=3．2。根据流量比尺，原型流Q=南低，河床宽阔，河曲发育，河谷横断面呈“U”型，河流平1270in／s时，模型流Q=22．45L／s。均比降0．3％o～0．4％o。沿河出露地层主要为第四系冲洪研究河段依据实测纵横断面，采用水泥砂浆制作硬积之砂砾石、粉砂土、黏土。模模拟，详见图1。2河工模型设计与模型制

6、作3试验成果及分析由于研究河段水流处于紊流，若模型试验时比尺缩3．1水面线分析小，水流可能处于层流或过渡区，而无法保证其处于阻力根据高古马河道体型，测得Q=1270m／s的水力要平方区。所以，要达到阻力相似，就必须使模型与原型雷素，与97洪水实际洪痕进行比较，见表1。[收稿日期】2013—12—12[作者简介]刘春云(1986一)，男(彝族)，云南墨江人，硕士研究生，研究方向为工程水力学；邱勇(1972一)，男，云南昆明人，副教授，硕士，研究方向为工程水力学；陈雪冬(1989一)，男，云南永胜人，硕士研究生，研究方向为工程水力学；李京蔚(1989一)，男，黑龙

7、江哈尔滨人，硕士研究生，研究方向为工程水力学．一5一第20卷第5期水利科技与经济Vol_20No．52014年5月WaterConservancyScienceandTechnologyandEconomyMay．，2014图1南盘江河工模型试验河道平面布置图表1河道模型水面线高程与97洪痕对比从表1可看出，断面1、断面5和断面9试验所得水流速均匀且不大的一段河道推求糙率。综合比较，试验面线高程与97洪痕高程基本吻合；而断面3、断面7和断选择里程29+685．9．至里程29+948．2间的河段进行糙面8试验所得水面线高程与97洪痕高程存在一定偏差。率率定。糙率

8、计算公式为：说明模型制作所得到的河段糙