Phương trình chống lực dòng chảy cho các dòng suối có đá cuội và hòn đá lớn

Water Resources Research - Tập 43 Số 5 - 2007
Rob Ferguson1
1Department of Geography, Durham University, Durham, UK

Tóm tắt

Các dạng phương trình tổng quát thay thế được xem xét để dự đoán vận tốc trung bình trên toàn bộ phạm vi ngập nước tương đối mà các dòng suối có đá cuội và hòn đá lớn gặp phải. Một sự hợp nhất một phần được đề xuất cho một số mô hình bán thực nghiệm trước đây và các khái niệm vật lý. Hai phương trình mới được đề xuất: một phương trình hình học thủy lực không chiều kích với các tham số khác nhau cho dòng chảy sâu và nông, và một phương trình kháng lực với công suất thay đổi mà tiệm cận với các phương pháp mô hình lớp nhám cho dòng chảy nông và đến xấp xỉ Manning-Strickler của luật ma sát logarit cho dòng chảy sâu. Các dự đoán của các phương trình hiện có và mới sử dụng D84 làm thang độ nhám được so sánh với các số liệu đo được vận tốc trong các dòng suối tự nhiên ở các mức ngập nước tương đối từ 0,1 đến hơn 30. Phương trình công suất thay đổi hoạt động tương đương với phương pháp tốt nhất hiện tại, đó là một luật logarit với hệ số nhám. Để dự đoán cách một lượng nước đã biết hoặc giả định được phân bổ giữa chiều sâu và vận tốc, một phương pháp hình học thủy lực không chiều kích vượt trội hơn các phương trình sử dụng ngập nước tương đối. Lỗi dự đoán gấp hai lần xảy ra với tất cả các phương pháp do độ nhạy với các định nghĩa hoạt động về chiều sâu, vận tốc, và độ dốc, sự không đầy đủ khi sử dụng một thang chiều dài kích thước hạt đơn lẻ, và sự phức tạp của vật lý dòng chảy trong các dòng suối nông dốc.

Từ khóa

#dòng chảy #lực cản dòng chảy #mô hình thủy lực #độ nhám #dòng chảy nông #dòng chảy sâu

Tài liệu tham khảo

10.1080/00221680309499971

Bathurst J. C., 1978, Flow resistance of large‐scale roughness, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 104, 1587

10.1061/(ASCE)0733-9429(1985)111:4(625)

10.1016/S0022-1694(02)00191-9

10.1029/2004WR003776

Bray D. I., 1979, Estimating average velocity in gravel‐bed rivers, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 105, 1103

M. A. Carson M. J. Kirkby 1972 Cambridge Univ. Press New York

F. G. Charlton P. M. Brown R. W. Benson 1978 Hydraulics Research Station Wallingford England

10.1016/j.jhydrol.2007.03.021

10.1029/2005WR004296

10.1029/96JC01824

10.1029/93WR01490

Griffiths G. A., 1981, Flow resistance in coarse gravel bed rivers, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 107, 899

Hey R. D., 1979, Flow resistance in gravel‐bed rivers, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 105, 365

D. M. Hicks P. D. Mason 1991 DSIR Water Resources Survey Wellington

10.1061/(ASCE)0733-9429(1984)110:11(1519)

10.1029/2001WR000817

10.1002/(SICI)1096-9837(199704)22:4<365::AID-ESP693>3.0.CO;2-6

10.1029/2000WR900095

10.1016/S0169-555X(02)00054-5

10.1029/2001WR001238

10.1080/00221686.1999.9628249

10.1061/(ASCE)0733-9429(2001)127:2(123)

10.1061/(ASCE)0733-9429(2004)130:10(1036)

10.1061/(ASCE)0733-9429(1991)117:2(150)

10.1023/B:BOUN.0000016576.05621.73

10.1061/(ASCE)0733-9429(1991)117:11(1419)

10.1061/(ASCE)0733-9429(2002)128:6(568)

10.1080/00221687909499577

10.1061/(ASCE)0733-9429(1985)111:4(612)

10.1029/90WR02770

10.1029/2005WR004278

Wohl E.(2000) Mountain rivers AGU Water Resource Monograph 14 320 pp. Washington D. C.

Yalin M. S., 1992, River Mechanics

Thông tin
Thông tin xuất bản

Water Resources Research

Tập 43 Số 5

Thông tin tác giả