一种均匀沙上扬通量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种均匀沙上扬通量计算方法，该方法根据均匀沙的代表粒径、颗粒密度和床面颗粒体积分数确定平均一次猝发过程单位床面面积上的有效上扬面积进而计算上扬通量。与目前常用公式如Van Rijn公式和曹志先公式在中低上扬条件下计算结果偏大的情况不同，本发明专利技术公开的上扬通量计算方法在低、中、高上扬条件下均具有较高的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种均匀沙上扬通量计算方法
本专利技术涉及一种均匀沙上扬通量计算方法，属于泥沙动力学

技术介绍
在河流和海洋环境中，水流和底床有着复杂的相互作用。当水流引起的床面切应力超过床面泥沙的起动切应力时，床面泥沙开始脱离床面进入水流。单位床面在单位时间上脱离床面的泥沙颗粒的质量(或体积)称为上扬通量。泥沙的上扬会增加水体的含沙量，进而影响水环境。当床面泥沙含有微生物和重金属等有害物质时，泥沙的上扬还将危害水质和水生态。长期的泥沙上扬会引起水下地形地貌演变，亦会造成涉水工程的失事，如桥梁因桩基冲刷而倒塌。因此准确地预测(计算)上扬通量至关重要。过去几十年来，一些学者通过均匀沙冲刷实验，提出了一些上扬通量的经验公式，如Fernandez公式，Nakagawa和Tsujimoto公式，vanRijn公式。还有一些学者基于相关理论，建立了一些上扬通量理论公式。如爱因斯坦根据随机理论，在其推移质输沙理论中建立了上扬通量公式。曹志先根据紊流猝发机制并假设泥沙的上扬是猝发过程造成的，建立了上扬通量公式。周宜林等根据能量守恒原理建立了上扬通量的半经验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均匀沙上扬通量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)获取均匀沙基本参数，包括中值粒径d、颗粒密度ρ

【技术特征摘要】
1.一种均匀沙上扬通量计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)获取均匀沙基本参数，包括中值粒径d、颗粒密度ρs以及床面颗粒体积分数
(2)根据床面切应力τb，计算对应的Shields数θ，所述床面切应力τb采用沙粒切应力；
(3)根据实验或公式确定均匀沙的临界Shields数θcr；
(4)计算平均一次猝发过程单位床面上有效上扬面积A，计算公式为：



(5)计算无量纲上扬通量E*，计算公式为：



式中，TB+为内尺度无量纲猝发周期，取TB+＝100；D*为无量纲粒径；
(6)根据无量纲上扬通量，计算质量上扬通量E，计算公式为：



式中，g为重力加速度。


2.根据权利要求1所述的均匀沙上扬通量计算方法，其特征在于，步骤(2)中，Shields数θ的计算公式为：



式中：ρw为水的密度；g为重力加速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈大可，张弛，郑金海，管大为，李方明，李元，华厦，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32