皺度影響皺度系數(shù)的因素

皺度影響皺度系數(shù)的主要因素

對(duì)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(yùn)動(dòng)能量損失的因素的一個(gè)綜合性指標(biāo)，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(shí)有無邊灘，都會(huì)引起濕周的變化，產(chǎn)生各種組合情況下對(duì)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(kuò)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(duì)糙率進(jìn)行定量分析。因此，通用的方法是根據(jù)實(shí)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(duì)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(gè)相互獨(dú)立的水力因素。倘若人工砌筑兩個(gè)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(shí)，根據(jù)上式，其區(qū)別是底坡大的因流速大而過水能力強(qiáng)，流量大；底坡小的因流速小而過水能力弱，流量小。

對(duì)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(gè)定值，即在人們認(rèn)識(shí)它以前或以后，它是一個(gè)確定的值，僅僅在水深發(fā)生變化時(shí)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(shí)測水文資料，使用謝才—曼寧公式來計(jì)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(diǎn)，洪水波從上游向下游傳遞時(shí)，有一個(gè)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(rèn)為河道水流屬于一種暫時(shí)的恒定流，測取此時(shí)的水面比降具有代表性。

皺度河道寬深比對(duì)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(jì)算出來的一個(gè)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(duì)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(shí)，水流遇到的阻力也會(huì)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(yàn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行水利電力部1974年11月頒布的《水文測驗(yàn)試行規(guī)范》和1975年2月頒發(fā)的《水文測驗(yàn)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(jì)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(duì)于寬淺型河道，當(dāng)水面寬度大于斷面平均水深的10倍時(shí)，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(shí)際上，水文部門皺度系數(shù)資料的測取和計(jì)算，在上述規(guī)范和手冊頒布之前，同樣是按照這種方法進(jìn)行的。

皺度又稱糙率。一般用n表示。反映對(duì)水流阻力影響的一個(gè)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(jì)時(shí)，通常采用實(shí)測天然河道豐、平、枯不同流量的同時(shí)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(jí)流量的河段平均天然綜合皺度系數(shù)。這是公認(rèn)較可靠的方法，如三峽設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)際上帶有水位觀測誤差。

皺度系數(shù)影響皺度系數(shù)的主要因素

對(duì)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(yùn)動(dòng)能量損失的因素的一個(gè)綜合性指標(biāo)，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(shí)有無邊灘，都會(huì)引起濕周的變化，產(chǎn)生各種組合情況下對(duì)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(kuò)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(duì)糙率進(jìn)行定量分析。因此，通用的方法是根據(jù)實(shí)測水文資料綜合分

皺度系數(shù)河道比降對(duì)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(duì)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(gè)定值，即在人們認(rèn)識(shí)它以前或以后，它是一個(gè)確定的值，僅僅在水深發(fā)生變化時(shí)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(shí)測水文資料，使用謝才—曼寧公式來計(jì)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(diǎn)，洪水波從上游向下游傳遞時(shí)，有一個(gè)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(rèn)為河道水流屬于一種暫時(shí)的恒定流，測取此時(shí)的水面比降具有代表性。

皺度系數(shù)河道寬深比對(duì)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(jì)算出來的一個(gè)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(duì)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(shí)，水流遇到的阻力也會(huì)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(yàn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行水利電力部1974年11月頒布的《水文測驗(yàn)試行規(guī)范》和1975年2月頒發(fā)的《水文測驗(yàn)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(jì)算，即：

式中：

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

皺度系數(shù)又稱糙率。一般用n表示。反映對(duì)水流阻力影響的一個(gè)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(jì)時(shí)，通常采用實(shí)測天然河道豐、平、枯不同流量的同時(shí)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(jí)流量的河段平均天然綜合皺度系數(shù)。這是公認(rèn)較可靠的方法，如三峽設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)際上帶有水位觀測誤差。