Sự phân bố vận tốc và độ nhám của đáy trong các dòng chảy gradient cao
Tóm tắt
Một mô hình cho trường vận tốc trên một lớp đáy phân loại kém được xây dựng ở đây và áp dụng cho dòng chảy trong các dòng suối dốc với đáy gạch thô. Trong các dòng suối như vậy, các mảnh vụn lớn thường có kích thước tương đương với độ sâu của dòng chảy và đóng vai trò như những trở ngại đối với dòng chảy. Ảnh hưởng của những trở ngại này đối với dòng chảy được ước lượng bằng cách phân chia tổng ứng suất, tỉ lệ với sản phẩm giữa độ sâu và độ dốc, thành một thành phần chất lỏng thuần túy và một thành phần lực cản hình dạng liên quan đến dòng chảy xung quanh những trở ngại. Một phương pháp đóng băng độ nhớt xoáy được sử dụng, với một quy mô chiều dài phụ thuộc vào cả khoảng cách từ biên và kích thước dòng xoáy. Các hồ sơ vận tốc đạt được hoàn toàn phù hợp với các hồ sơ được đo bởi Marchand và cộng sự (1984) trong chín dòng suối trên núi ở Colorado. Các mô phỏng của mô hình cho một loạt các điều kiện cho thấy rằng phân bố vận tốc phụ thuộc chủ yếu vào
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Bathurst J. C. Velocity profile in high‐gradient boulder‐bed channelsInternational Conference on Fluvial HydraulicsInt. Assoc. of Hydraul. Res. and Int. Hydrol. ProgrammeBudapestMay 30‐June 3 1988.
Bray D. I., 1979, Estimating average velocity in gravel‐bed rivers, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 105, 1103
Coleman N. L., 1967, A theoretical and experimental study of drag and lift forces acting on a sphere resting on a hypothetical streambed, Proc. Int. Assoc. Hydraul. Res., 3, 185
Flammer G. H., 1970, Free surface, velocity gradient flow past hemisphere, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 96, 1485
Hey R. D., 1979, Flow resistance in gravel‐bed rivers, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 105, 365
Jarrett R. D. Hydraulic research in mountain riversInternational Conference on Channel Flow and Catchment RunoffInt. Assoc. of Hydraul. Res.Charlottesville Va.May 22–26 1989.
Leopold L. B. M. G.Wolman River channel patterns; braided meandering and straight U.S. Geol. Surv. Prof. Pap. 282‐B 85 1957.
Limerinos J. T. Determination of the Manning coefficient from measured bed roughness in natural channels U.S. Geol. Surv. Water Supply Pap. 1898‐B 47 1970.
Marchand J. P. R. D.Jarrett L. L.Jones Velocity profile water‐surface slope and bed‐material size for selected streams in Colorado U.S. Geol. Surv. Open File Rep.84‐733 82 1984.
Nelson J. M. W. W.Emmett J. D.Smith Flow and sediment transport in rough channels5th Federal Interagency Sedimentation ConferenceInteragency Advisory Comm. on Water DataLas Vegas Nev.March 18–21 1991.
Nikuradse J. Stromungsgesetze in rauhen Rohrne VDI‐Forschungsheft 361 1933. (English translation Laws of flow in rough pipes NACA Tech. Memo. 1292 Natl. Advis. Comm. for Aeron. Washington D. C. 1950.).
Roberson J. A., 1970, Flow in conduits with low roughness concentration, J. Hydraul. Div. Am. Soc. Civ. Eng., 96, 941
Shimizu Y. Effects of lateral sheer stress in open channel flow Publ. 439 Civ. Eng. Res. Inst. Hokkaido Develop. Bur. Sapporo Japan 1989.
Whiting P. J., 1989, The roughness of alluvial surfaces; an empirical examination of the influence of size heterogeneity and natural packing, Eos Trans. AGU, 70, 1109
Wiberg P. L., 1987, Erosion and Sedimentation in the Pacific Rim, Proc. Int. Assoc. Hydraul. Res., 299