文章摘要
邓斌,蒋昌波,杨树清,陈杰.冲泻区形态动力学耦合模型研究Ⅰ:分段输沙率公式建立[J].水利学报,2018,49(11):1409-1419
冲泻区形态动力学耦合模型研究Ⅰ:分段输沙率公式建立
Coupled swash zone hydrodynamics and beach morphodynamics modeling I: Segmented sediment transportation model
投稿时间:2018-04-18  
DOI:10.13243/j.cnki.slxb.20180342
中文关键词: 冲泻区  往复急变流  输沙率  希尔兹参数  分段公式
英文关键词: swash zone  reciprocating rapid flow  sediment transport rate  Shields parameters  segmented formula
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51509023;51239001)
作者单位E-mail
邓斌 长沙理工大学 水利工程学院, 湖南 长沙 410114
水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410114
长沙理工大学 水科学与环境工程国际研究中心, 湖南 长沙 410114 
 
蒋昌波 长沙理工大学 水利工程学院, 湖南 长沙 410114
水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410114
长沙理工大学 水科学与环境工程国际研究中心, 湖南 长沙 410114 
jiangchb@csust.edu.cn 
杨树清 School of Civil, Mining and Environmental Engineering, University of Wollongong, Wollongong, Australia 2522
长沙理工大学 水科学与环境工程国际研究中心, 湖南 长沙 410114 
 
陈杰 长沙理工大学 水利工程学院, 湖南 长沙 410114
水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410114
长沙理工大学 水科学与环境工程国际研究中心, 湖南 长沙 410114 
 
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中文摘要:
      海岸泥沙运动的床面推移质输沙率公式多采用修正的单向流泥沙输运的计算公式,难以描述近岸带往复急变非恒定流作用下冲泻区床面泥沙运动规律及其力学机理。本文在总结分析3家冲泻区泥沙运动希尔兹参数修正公式的基础上,对比分析垂向流速、岸坡、渗流等因素对岸滩形态改变的影响,提出符合冲泻区水沙动力特征的瞬时希尔兹参数修正公式,确定了公式所含参数的计算方法,建立了表征冲泻区泥沙运动的推移质分段输沙率公式,并基于理论分析设计水槽实验对公式参数进行计算,拟合得到的分段参数L表征量位于低冲泻区和中冲泻区的衔接处。结果显示,分段进行冲泻区推移质输沙率的计算是可行的,为后续岸滩形态动力学模型的建立奠定了基础。
英文摘要:
      In the study of coastal sediment dynamics, the formula of sediment transport rate is mainly based on the unidirectional flow. Therefore,it is difficult to deeply analyze the characteristics of sediment movement and its relationship with the evolution of beach morphology in the swash zone under reciprocating rapid unsteady flow. Based on the analysis of three formulas describing the Shields parameters of swash movement in swash zone, this paper analyzes the influence of vertical velocity, beach slope and seepage on the beach profile change. Moreover,an instantaneous Shields parameter correction formula that conforms to the dynamic characteristics of flow and sediment in the swash zone is proposed, and the calculation method of each parameter in the formula is determined. On this basis,the segmented formula of bedload transport rate for describing the sediment movement in swash zone is established. Based on the theoretical analysis and flume experiment, the formula parameters are calculated and the fitting parameter n is obtained,which should be located in the transition section of the lower and the middle swash zone. The results show that it is feasible to calculate the bedload transport rate by using sub-regional calculation, which lays the foundation for the establishment of beach morphodynamics model.
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