有限渠长条件下的异重流倒灌流量和输沙率研究OA

浑水异重流倒灌经常发生在运河、引航道和大型水库的支流库区,并在这些环境中引起淤积问题。现有模型在计算异重流倒灌的流量和输沙率时,假设异重流在前锋消失前可以在河道中自由传播,但是很少考虑末端封闭河道有限长度的影响。基于异重流立面二维模型的自相似解推导出浑水异重流倒灌时的均衡倒灌长度方程,建立了均衡倒灌长度与异重流层相对厚度之间的显式关系。通过极大值分析得到最大可能倒灌长度,然后利用该长度修正现有的长河道异重流倒灌流量方程并建立可应用于有限渠长条件下的通用倒灌流量和输沙率计算方法。利用现有的两个水槽的试验数据率定了异重流倒灌输沙率方程。利用小浪底水库几条支流口门的实测资料率定倒灌流量方程。预测结果与实测结果吻合较好,将提出的计算方法同传统方法进行比较,平均百分比误差减小了24.5%~73.1%,同时证明了倒灌流量不仅取决于支流入口处的浑水深度和泥沙浓度,而且还与实际倒灌长度与最大可能倒灌长度之比的0.458~1.143次方成正比。