皺度系數(shù)影響皺度系數(shù)的因素

皺度系數(shù)影響皺度系數(shù)的主要因素

對于天然河流來說，皺度系數(shù)的原有定義是河床、岸壁的不規(guī)則性和表面粗糙度以及其他影響水流運動能量損失的因素的一個綜合性指標，它直接決定水流沿程能量損失的大小。影響皺度系數(shù)大小的主要因素是：

1、河床組成、岸壁特征：河床中的泥沙、卵石、原生巖石等組成物的構(gòu)成及粒徑，河床岸壁的表面平整或凹凸情況，構(gòu)成河床和岸壁的表面粗糙度。此外，岸坡的陡峻、傾斜程度，中、低水深時有無邊灘，都會引起濕周的變化，產(chǎn)生各種組合情況下對水流不同程度的阻力影響因素。

2、植被狀況：主要指河床邊壁及岸灘植被的有無以及種類、密度、高度、季節(jié)或年際變化等。

3、河段平面特征及水流情況：如河段順直或彎曲程度，平面擴散、收縮形態(tài)，上下游有無卡口、急灘、閘壩、橋梁、支流匯入，岸邊水流是否暢通或有無漩渦、死水等。

由于天然河流的復(fù)雜性，無法通過影響因素對糙率進行定量分析。因此，通用的方法是根據(jù)實測水文資料綜合分

皺度系數(shù)河道比降對皺度系數(shù)影響

從理論上來講，河道比降與皺度系數(shù)取值是沒有直接關(guān)系的。謝才—曼寧流量公式的形式為：

式中：

在謝才—曼寧流量公式中，比降

對于某一具體河段來說，由于河道地形地貌和河床的組成結(jié)構(gòu)是既定的，所以，它的糙率也是一個定值，即在人們認識它以前或以后，它是一個確定的值，僅僅在水深發(fā)生變化時由于水流與河床的接觸面發(fā)生了變化，糙率值才發(fā)生變化。

目前來看，推求糙率一般多應(yīng)用實測水文資料，使用謝才—曼寧公式來計算，而其中的水面比降、水力半徑、流速是不可或缺的水力要素，所以本次研究所得出的糙率表列出了洪水的水面比降供參考。這里需要說明一點，洪水波從上游向下游傳遞時，有一個附加比降，所以在洪水發(fā)生期，水面比降與河底比降往往表現(xiàn)得不一致，即漲水期的水面比降大于河底比降，而落水期的水面比降一般都小于河底比降。洪水頂峰附近，認為河道水流屬于一種暫時的恒定流，測取此時的水面比降具有代表性。

皺度系數(shù)河道寬深比對皺度系數(shù)的影響

河道的寬深比是以河道寬度為分子、平均水深為分母計算出來的一個河道形態(tài)系數(shù)。寬深比大，則說明河道呈現(xiàn)為寬淺型；寬深比小，則說明河道呈現(xiàn)為窄深型。一般意義上講，寬淺型河道因水流所遇阻力大(主要是河床底部河床質(zhì)對水流的阻力作用)而皺度系數(shù)也大，窄深型河道因水流所遇阻力小而皺度系數(shù)也小。但是，當(dāng)窄深型河道兩岸有樹林或高稈作物等情況時，水流遇到的阻力也會相應(yīng)增大，這種情況應(yīng)另當(dāng)別論。 2100433B

水文測站糙率原始資料測驗的技術(shù)標準，執(zhí)行水利電力部1974年11月頒布的《水文測驗試行規(guī)范》和1975年2月頒發(fā)的《水文測驗手冊》。該規(guī)范和手冊規(guī)定河床糙率采用謝才—曼寧公式計算，即：

式中：

實際上，水文部門皺度系數(shù)資料的測取和計算，在上述規(guī)范和手冊頒布之前，同樣是按照這種方法進行的。

皺度系數(shù)又稱糙率。一般用n表示。反映對水流阻力影響的一個綜合性無量綱數(shù)。邊界表面越粗糙，糙率越大；邊界表面越光滑，則糙率越小。

水利水電工程泥沙設(shè)計時，通常采用實測天然河道豐、平、枯不同流量的同時水面線，按庫區(qū)各斷面的水面高程、面積、流速，由恒定非均勻流能量方程式推算斷面間的天然綜合皺度系數(shù)。還有利用庫區(qū)水尺建立的天然水位流量關(guān)系線推求各級流量的河段平均天然綜合皺度系數(shù)。這是公認較可靠的方法，如三峽設(shè)計時水庫尾部的天然河道皺度系數(shù)推求，經(jīng)爭論后在尾部段布設(shè)了密集的水尺。但需指出，該方法求得的皺度系數(shù)實際上帶有水位觀測誤差。

皺度影響皺度系數(shù)的主要因素

對于天然河流來說，皺度系數(shù)的原有定義是河床、岸壁的不規(guī)則性和表面粗糙度以及其他影響水流運動能量損失的因素的一個綜合性指標，它直接決定水流沿程能量損失的大小。影響皺度系數(shù)大小的主要因素是：

1、河床組成、岸壁特征：河床中的泥沙、卵石、原生巖石等組成物的構(gòu)成及粒徑，河床岸壁的表面平整或凹凸情況，構(gòu)成河床和岸壁的表面粗糙度。此外，岸坡的陡峻、傾斜程度，中、低水深時有無邊灘，都會引起濕周的變化，產(chǎn)生各種組合情況下對水流不同程度的阻力影響因素。

2、植被狀況：主要指河床邊壁及岸灘植被的有無以及種類、密度、高度、季節(jié)或年際變化等。

3、河段平面特征及水流情況：如河段順直或彎曲程度，平面擴散、收縮形態(tài)，上下游有無卡口、急灘、閘壩、橋梁、支流匯入，岸邊水流是否暢通或有無漩渦、死水等。

由于天然河流的復(fù)雜性，無法通過影響因素對糙率進行定量分析。因此，通用的方法是根據(jù)實測水文資料綜合分析糙率取值及其變化情況。

皺度河道比降對皺度系數(shù)影響

從理論上來講，河道比降與皺度系數(shù)取值是沒有直接關(guān)系的。謝才—曼寧流量公式的形式為：

式中：Q為洪峰流量；I為水面比降；R為水力半徑；A為有效過水?dāng)嗝婷娣e；n為皺度系數(shù)。

在謝才—曼寧流量公式中，比降I和糙率n是兩個相互獨立的水力因素。倘若人工砌筑兩個相同的過水?dāng)嗝妫创裁娼M成結(jié)構(gòu)和斷面形態(tài)均相同，則糙率是一致的。在其底坡有所差異時，根據(jù)上式，其區(qū)別是底坡大的因流速大而過水能力強，流量大；底坡小的因流速小而過水能力弱，流量小。

對于某一具體河段來說，由于河道地形地貌和河床的組成結(jié)構(gòu)是既定的，所以，它的糙率也是一個定值，即在人們認識它以前或以后，它是一個確定的值，僅僅在水深發(fā)生變化時由于水流與河床的接觸面發(fā)生了變化，糙率值才發(fā)生變化。

目前來看，推求糙率一般多應(yīng)用實測水文資料，使用謝才—曼寧公式來計算，而其中的水面比降、水力半徑、流速是不可或缺的水力要素，所以本次研究所得出的糙率表列出了洪水的水面比降供參考。這里需要說明一點，洪水波從上游向下游傳遞時，有一個附加比降，所以在洪水發(fā)生期，水面比降與河底比降往往表現(xiàn)得不一致，即漲水期的水面比降大于河底比降，而落水期的水面比降一般都小于河底比降。洪水頂峰附近，認為河道水流屬于一種暫時的恒定流，測取此時的水面比降具有代表性。

皺度河道寬深比對皺度系數(shù)的影響

河道的寬深比是以河道寬度為分子、平均水深為分母計算出來的一個河道形態(tài)系數(shù)。寬深比大，則說明河道呈現(xiàn)為寬淺型；寬深比小，則說明河道呈現(xiàn)為窄深型。一般意義上講，寬淺型河道因水流所遇阻力大(主要是河床底部河床質(zhì)對水流的阻力作用)而皺度系數(shù)也大，窄深型河道因水流所遇阻力小而皺度系數(shù)也小。但是，當(dāng)窄深型河道兩岸有樹林或高稈作物等情況時，水流遇到的阻力也會相應(yīng)增大，這種情況應(yīng)另當(dāng)別論。 2100433B

水文測站糙率原始資料測驗的技術(shù)標準，執(zhí)行水利電力部1974年11月頒布的《水文測驗試行規(guī)范》和1975年2月頒發(fā)的《水文測驗手冊》。該規(guī)范和手冊規(guī)定河床糙率采用謝才—曼寧公式計算，即：

式中：n為皺度系數(shù)，V為斷面平均流速；R為水力半徑，即過水?dāng)嗝婷娣e與濕周之比。對于寬淺型河道，當(dāng)水面寬度大于斷面平均水深的10倍時，濕周可近似地用水面寬代替，則水力半徑等于斷面平均水深；I為水面比降。

實際上，水文部門皺度系數(shù)資料的測取和計算，在上述規(guī)范和手冊頒布之前，同樣是按照這種方法進行的。

皺度又稱糙率。一般用n表示。反映對水流阻力影響的一個綜合性無量綱數(shù)。邊界表面越粗糙，糙率越大；邊界表面越光滑，則糙率越小。

水利水電工程泥沙設(shè)計時，通常采用實測天然河道豐、平、枯不同流量的同時水面線，按庫區(qū)各斷面的水面高程、面積、流速，由恒定非均勻流能量方程式推算斷面間的天然綜合皺度系數(shù)。還有利用庫區(qū)水尺建立的天然水位流量關(guān)系線推求各級流量的河段平均天然綜合皺度系數(shù)。這是公認較可靠的方法，如三峽設(shè)計時水庫尾部的天然河道皺度系數(shù)推求，經(jīng)爭論后在尾部段布設(shè)了密集的水尺。但需指出，該方法求得的皺度系數(shù)實際上帶有水位觀測誤差。