泥沙起动条件分析及推移质输沙率公式

基于床面均匀泥沙颗粒相对位置关系,确定了瞬时作用流速及有效作用高度,建立了平坡泥沙起动条件与床面泥沙暴露度的关系。从理论上分析得到,泥沙跃移起动要求水流条件最高,滚动起动及滑动起动取决于泥沙颗粒的暴露角,且暴露角θ不随拖曳力系数C_(D)和上举力系数C_(L)的变化而变化。当暴露角θ小于42.8°时,泥沙更易于滚动起动;当暴露角θ大于42.8°时,泥沙更易于滑动起动。在此基础上,推导出了考虑两种起动模式的起动全概率公式,建立了床面推移质单宽输沙率公式。通过经典的推移质输沙率实测资料验证及误差计算表明,公式结构合理,计算精度较高,对于高、中、低输沙率都具有较好的适用性。

Einstein均匀沙推移质输沙率公式的修正

为更好地完善推移质输移理论,采用无后效的Markov过程描述床沙、推移质和悬移质运动的随机性,推导了新的推移质输沙率公式结构。引入隐蔽角的概念,进一步量化分析床沙位置分布特性。采用全概率泥沙起动概念,推导了考虑水流条件随机性和床沙位置分布特性的泥沙起动全概率。基于垂向脉动流速,得到了泥沙起悬概率,最终构建了新的推移质输沙率公式。经实测资料的验证及与经典的推移质输沙率公式的对比,表明该公式具有更清晰的物理概念及更高的计算精度。