冲刷传播及其土坝溃决冲刷的数值模拟.pdfVIP

冲刷传播及土坝溃决冲刷的数值模拟 V．I．Klimovich V．A．Prokofyev (B．E．VedeneevVNIIG公司，霞罗斯圣莅得堡) [摘要]本文研究了冲刷参数酌估计厦水流传播路径上的土体冲刷问题。提出了这一问题的解决方 ● 法度数值算法，并介绍了计算结果、计算结果与试验室试验和现场观刺结果的比较。 1概述 ● 估计水动力破坏的可能后果需要计算可能的洪水淹没区范围和冲刷参数，很多对人这一问题进行过 研究[3、6、8、9]。现在，冲刷参数的计算需要考虑其它各种冲刷(土体冲蚀及火山灰渣冲刷等)。在应用于 实际之前，有必要通过对计算结果和解析方法进行比较来测试所编制的程序。 本文的主要目的是研究解决冲刷传播问题，将水动力参数和冲剌数值研究结果与现场资料进行比较。 2数学模型 低水位一维非稳态方程组18、9]为： 掣+华一一g口警一嘉c肋芸，一鬻刖蕊 j 3s …as 蕊 矗 乙2Hj ‘ 塑。她一F a‘ 孤 式中t为时间。s为沿流(流程)坐标．V为平均面积流量的纵向分量，n—n(H)为过水断面面积，H为自由 水位，k为粘滞系数，C=R’‘／n为曼宁公式确定的谢才系数．且n为糙率系数，R为水力半径·g为重力加 速度，F为单位长度河床的水量输入率。 忽略纵向扩散的土体冲刷输移方程[5．10]为： ● !!粤+!!萼婴：^州c。。事一。B) 。3) 式中c为平均面积冲刷土量，山为颗粒水力粒径．cm。为相应于水流输移能力的平均面积输抄量，霉为水流 断面湿周，B为自由水面宽度，A为底部颗粒含量与平均面积含量的枢关系数。 冲耐土的极限音量可依运动形式(推移运动或悬移运动)的不而由众所周知的登式(I．I．LeVi，V．S- 1提出)计算， Rijn．Engelund和Hansen等111 Knoros，A．v．Karaushev和v．N．Goncharov[4]提出或Van ● 粘性或非粘性土的不i申流速V。及土颗粒水力粒径可按文献：4]的方法确定。 悬移质的系数觚叫／A．1)可通过求解已给定沿垂直向分市扩散系数的稳定紊流扩散方程求得。暇 定垂直向断面紊流扩散系数由M．A．Velikanov[2]获得，我们有： 川一丢『：[鬻]一出 ㈥ 式中h为水深．x≈o．4．v．一九一V为动速度，8可假定等于平均土位直径。 推移质的系数A可由M．A．Veiikanov[2]的重力理论确定．粗糙底面假定为对投流速分布： ．441． (5) 扩1_水小瓢万焉卒3如 Ⅲ