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12 河床演变学(第十一章第二节、第三节)
U d ωmin = m 65 h
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确定悬移质中冲泻质与床沙质
分界粒径的沉速; 分界粒径的沉速; b、由层流区泥沙沉速公式,确定分界粒径 dmin 、由层流区泥沙沉速公式,
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Vc 3、淤积年限估算 t c = R pj
⑵、 R 的确定方法: 0 的确定方法:
Rpj = R0 / 2
3、淤积年限估算 Vc tc = R pj ⑴ Rpj 的确定 ①、有实测资料的已建水库
(11-13) 11-13)
②、无实测资料或尚未建成的水库 Rpj = R0 / 2
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3、淤积年限估算 Vc tc = R pj
(11-13) 11-13)
Rpj = R0 / 2
⑵、 R 的确定方法: 0 的确定方法: ①、若水库未建成,可比较第一年入库及出库沙量确定, 若水库未建成,可比较第一年入库及出库沙量确定, 出库沙量可通过坝前水力因素计算。 出库沙量可通过坝前水力因素计算。
△
h -正常蓄水位下相应于造床流量时水库雍水高度
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②、对水库极限状态进行略估的步骤 c、估算回水长度L 估算回水长度L
∆h L= J0 − Jc
淤积后
水面
Jc
原 河 道 水
正常蓄水位 淤 积后
面
1
河槽纵 剖面
原河 床
纵剖 面
Jc
hc
△
hc h A0 Bc
J0
J0
h0
正常蓄水位与原河床交点至坝身距离 最上游淤积点至坝身距离
③、若一开始,冲泻质泥沙就可以到达坝前,则应将冲泻 若一开始,冲泻质泥沙就可以到达坝前, 质泥沙直接计入年排沙总量之中。 质泥沙直接计入年排沙总量之中。 c、由 dmin 及悬移质来沙粒配曲线定出冲泻质占总沙量 、 的百分数η,将冲泻质全部计入年排沙总量中。 的百分数 ,将冲泻质全部计入年排沙总量中。
3
m
B = ζ h
(3-14) 14)
6
d、河度不变时极限状态的比降 Jc 、水深 h c ( 24) Q = UBh3-24)
U S = k ( 26) gh ω 3-26)
3 m
1 2 / 3 1/ 2 25) U = h J(3-25) n
B = ζ (3-14) 14) h
河槽纵 剖面
河
床
Jc
hc
△
hc h A0 Bc
纵
剖
面
J0
J0
h0
正常蓄水位与原河床交点至坝身距离
L0
Lc 水 库 淤 满 达 到 极 限 状 态 的 回 水 长 度L
最上游淤积点至坝身距离
h0 - 原 河 道 相 应 于 造 床 流 量 时 的 正 常 水 深 hc - 淤 积 后 相 应 于 造 床 流 量 时 的 水 深
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一、水库淤积极限状态法 2、极限状态(终极状态)估算 极限状态(终极状态) c、推移质淤积为主时极限状态的比降 Jc 、水深 h c 和河宽 B 关系式 c ( 24) Q = UBh3-24)
1 2 / 3 1/ 2 25) U = h J (3-25) n
U S = k ( 26) gh ω 3-26)
R排= 1S*1Q1T1 +α2 S*2Q2T2 +K +αn S*nQnTn α K
R0= 来- 排 R R
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Vc 3、淤积年限估算 t c = R pj
⑵、 R 的确定方法: 0 的确定方法:
Rpj = R0 / 2
③、若一开始,冲泻质泥沙就可以到达坝前,则应将冲泻 若一开始,冲泻质泥沙就可以到达坝前, 质泥沙直接计入年排沙总量之中。 质泥沙直接计入年排沙总量之中。 a、由经验公式 、
K hc = 0.1 0.6 g ζ
0.1 / m
Q 0.3 0.1 0.1 S ω
(3-35) 35)
g 0.73ζ 0.4 n2 S 0.73/ mω 0.73 Jc = 0.73 / m 0.2 Q K
(3-37) 37
4
Q 0.6 0.2 / m 0.1 S ω K0.1/ m Q0.3 h = 0.1 0.6 0.1 0.1 c S ω g ζ
△
J0 原 河道水 面 河床 纵剖 面
汛限水位与原河床交点至坝身距离 L0
J0 原
Jc
hc h A0 Bc
h0
Lc 水库淤满达到极限状态的回水长度L △h -汛限水位下相应于造床流量时水库雍水高度 h0 -原河道相应于造床流量时的正常水深 hc -淤积后相应于造床流量时的水深
最上游淤积点至坝身距离
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2、极限状态(终极状态)估算 极限状态(终极状态) ②、对水库极限状态进行略估的步骤 a、根据实测资料确定公式中的各项数据 床沙质与冲泻质的分界粒径,作为近似的考虑,可采用 床沙质与冲泻质的分界粒径,作为近似的考虑, 水库下游附近冲积性河道中床沙的d5作为入库泥沙组成 水库下游附近冲积性河道中床沙的d5作为入库泥沙组成 d5 中床沙质与冲泻质的分界粒径。 中床沙质与冲泻质的分界粒径。 入库床沙质沉速ω 可根据入库泥沙平均粒配曲线, 入库床沙质沉速ω,可根据入库泥沙平均粒配曲线,按 上述同样方法确定其床沙质部分的平均沉速。 上述同样方法确定其床沙质部分的平均沉速。
A0、A1、A2 KK 由坝址所在断面及其上游有关断面的实测水位~
面积关系曲线确定; An 则由 h c 、 B c 计算得到, An = hc Bc
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②、对水库极限状态进行略估的步骤 e、蓄清排浑或滞洪排沙运行水库极限状态的估算 、
淤积后 水面 J c
1 2 汛限水位 淤积后 河槽纵 剖面
m hc
K 0.2 / m ζ 0.8 Bc = g 0.2
(3-34) 34) (3-35) 35) (3-37) 37
g 0.73ζ 0.4 n 2 S 0.73 / mω 0.73 Jc = 0.73 / m 0.2 K Q
b、表达极限状态的比降、水深和河宽关系式的物理意义 表达极限状态的比降、 在给定流量Q的条件下,水流能将平均沉速为ω 在给定流量Q的条件下,水流能将平均沉速为ω、含 沙量为S的泥沙输往下游, 沙量为S的泥沙输往下游,而河道基本上处于不冲不 淤时应具有的比降、断面平均水深和河宽。 淤时应具有的比降、断面平均水深和河宽。
0.25/ m 0.75
nB S ω g Jc = K0.83/ mQ0.5
2 0.5 0.83/ m 0.83
0.83
K Q h = 0.75 0.25/ m 0.25 0.25 c B S ω g
(11-12) 11-12)
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(11-11) 11-11)
2、极限状态(终极状态)估算 极限状态(终极状态) ②、对水库极限状态进行略估的步骤 a、根据实测资料确定公式中的各项数据 •流量Q可取造床流量或多年汛期平均流量。 流量Q可取造床流量或多年汛期平均流量。 流量 •糙率n取水库下游附近冲积性河道相当于造床流量时的 糙率n 糙率 实测糙率。 实测糙率。 •河相系数ζ,可根据水库下游附近冲积性河道,在造床 河相系数ζ 可根据水库下游附近冲积性河道, 河相系数 流量下的平均河宽和平均水深的实测资料确定。 流量下的平均河宽和平均水深的实测资料确定。
△
h -正常蓄水位下相应于造床流量时水库雍水高度
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淤积后 水面
Jc
正常蓄水位 1 原河 淤积后 道水 河槽纵 剖面 原河 面 床纵 剖面
Jc
hc
△
hc h A0 Bc
J0
J0
h0
正常蓄水位与原河床交点至坝身距离 最上游淤积点至坝身距离 Lc
L0
水库淤满达到极限状态的回水长度L
h0 -原河道相应于造床流量时的正常水深 hc -淤积后相应于造床流量时的水深
3
m
B = ζ h
(3-14) 14)
3
2、极限状态(终极状态)估算 极限状态(终极状态) ①、极限状态下的比降 Jc、水深 h 和河宽 B 关系式 c c a、一般关系式
K 0.2 / m ζ 0.8 Bc = g 0.2
Q 0.6 0.2 / m 0.1 S ω
(3-34) 34)
L0
Lc 水库淤满达到极限状态的回水长度L h0 -原河道相应于造床流量时的正常水深 hc -淤积后相应于造床流量时的水深
△
h -正常蓄水位下相应于造床流量时水库雍水高度
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②、对水库极限状态进行略估的步骤 d、估算水库淤积体积 V c
An−1 + An A + A2 A0 + A 1 1 Vc = L+ L2 +K + K Ln − AnL 1 2 2 2
。
△
h -正常蓄水位下相应于造床流量时水库雍水高度
An−1 + An A + A2 A0 + A 1 1 Vc = L1 + L2 +K + K Ln − AnL 2 2 2 A0 + An A0 − An Vc = L− AnL = L 若库内的河道断面沿程变化不大 2 2
R排 S*1Q T + S*2Q2T2 +K + S*nQnTn = K 1 1
R = 来- 排 R R 0
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3、淤积年限估算 Vc tc = R pj
(11-13) 11-13)
Rpj = R0 / 2
⑵、 R 的确定方法: 0 的确定方法: 对于水库长度较短, ② 、对于水库长度较短,坝前断面有可能达到超饱和输沙 的情况,在计算年排沙总量时,可考虑引进大于 的超饱和 的情况,在计算年排沙总量时,可考虑引进大于1的超饱和 系数。 系数。