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改进三口分流分沙模式的优化方案

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:汊点分沙模式欠合理,将难以保证进入主、支汊的泥沙总量合适,具体数值模拟过程中,若某一支流分沙模拟偏大,则与该汊点联结的另一支流分沙模拟偏小,进而导致模拟失真。

改进三口分流分沙模式的优化方案

汊点是河网中水流、泥沙的分汇点,流出汊点的河段之间存在水量、沙量的分配比例问题。一般来说,在糙率确定的情况下,分流比可以通过水流模拟得到,但沙量的分配要复杂得多。汊点分沙模式欠合理,将难以保证进入主、支汊的泥沙总量合适,具体数值模拟过程中,若某一支流分沙模拟偏大,则与该汊点联结的另一支流分沙模拟偏小,进而导致模拟失真。因此,汊点分沙模式对河网水沙计算精度尤为关键

目前,汊点分沙模式已有一些半理论半经验的处理方法[5],由于影响分沙比的因素十分复杂,建立一个统一模式是困难的,以下给出三种分沙模式。

1.分流比模式

这是一种简单的模式,其思想是分沙比等于分流比,即认为各分流口门含沙量是汊点平均含沙量,可表述为

式中:Qi,in和Si,in分别为流入节点的流量和含沙量;Sj,out为分流含沙量。

2.丁君松模式

对于单一河道的分汊问题,已有研究提出了考虑地形因素的分沙模式,丁君松等认为主、支汊河床上存在一鞍点,造成主、支汊引水深度差异,含沙量沿垂线的不均匀分布导致主、支汊含沙量不同。将这一思想应用于河网汊点,假设在汊点m对应的所有分流河道中,第1条河道进口口门高程最低,其参考点为n1,n1点至水面的相对水深为1,此进口含沙量为S m1,其余分流河段中任一河段的口门高程参考点为ni,ni相对n 1的相对水深为ξi,则可以导出各分流河道进口含沙量S mi与S m1的关系:(www.xing528.com)

式中:c为口门高程。

3.挟沙力模式

对于任意粒径组,根据各分流河段进口断面挟沙力S*确定汊点分沙比,认为各分流河道进口含沙量关系如下:

此模式形式简单,物理意义清晰。由于挟沙力与流速的高次方成正比,该模式实际是以流速为主分配沙量的,当各分流口门流速相近时,就变成分流比模式。

实际运用中,根据要求和实测资料情况选用不同的分沙模式。

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