工程水文第13章-河流泥沙计算.ppt

第十章 河流泥沙计算 §10-1 概 述 一、作用 为河流、水库、湖泊的冲淤计算提供依据 为流域泥沙控制与治理规划提供依据 二、内容 流域产沙规律 河流多年平均泥沙量及其年际、年内变化计算 三、泥沙分类 悬移质 推移质 §10-2 流域产沙一、流域降雨产沙过程 面蚀（雨滴击溅和剥离泥沙→地面径流带入细沟）,图10-1 沟蚀（强烈的紊动水流沿程冲深、冲宽水沟）,图10-2  →坡地侵蚀→河道冲淤 二、影响流域产沙的主要因素 1. 降雨强度与地面净雨（径流）量，如图10-3 2. 土壤地质特征 3. 植被特征 4. 地形特征 5. 人类活动措施 三、流域产沙量预测1.弗莱明（G..Fleming）公式 Ws=aQn  Ws——年平均悬移质输沙量，t；Q——年平均流量，m3/s;  a、n——系数，与流域植被情况密切相关2.牟金泽公式 Ms=0.25(M+q)J1.07L0.4   Ms——次洪水产沙模数，t/km2;  M——次洪水径流模数m3/km2;  q——洪峰流量模数L/(km2.s)； J——主沟平均坡降； L——流域长度，km Ws——流域年产沙量，万t； P1、P30、Px——年最大一日、年最大连续30日、年汛期的雨量,mm； ——P1、P30、Px的多年平均值； c——系数，与地貌有关；  K’——流域平均雨量与晋西平均雨量之比； F——流域面积，km2；J——主河坡降，‰ 4.美国农业部通用土壤流失公式 Ms=KRPLSCB  Ms——土壤侵蚀摸数； K——土壤可侵蚀性因子； RP——降雨能量因子； LS——地形因子； C——作物管理因子； B——水土保持因子 根据上式，西峰水保站实验资料分析的公式为 Ms——次降雨洪水的产沙模数，t/km2; P——次雨量,mm；应≥临界值10mm,否则无效； Ｉ30——次雨中最大连续30 min 的雨强，mm/h； L——坡面长度；s——坡度，%；K=0.4 ； C——休闲地1.0，秋作物0.8； B——梯田0.05，林地0.19，草地0.18 §10-3 多年平均输沙量计算 （二）实测泥沙资料不足时： 将短期资料插补延长为长期资料，插补延长的方法如 １.年悬移质输沙量与年径流量相关 ２.年悬移质年输沙量与汛期径流量（或汛期雨量）相关 ３.以年悬移质输沙量与年径流量之比计算 （三）实测泥沙资料缺乏时 １.由悬移质多年平均侵蚀模数分区图查算 　　　 分区图刊于各省、区的水文手册中，模数由流域 位置查得 ２.沙量平衡法 　　　 ——可由分区图法或经验公式估算； ——河段冲淤量，河床比较稳定时可以不计 ３.经验公式法估算 二、多年平均推移质年输沙量计算 （一）具有长期推移质资料时 直接用长系列资料计算其平均值 （二）具有短期推移质资料时 常常由建立的推移质输沙量与悬移质输沙量关系推算 （三）缺乏推移质资料时 1.用多年悬移质输沙量资料估算 :平原河流0.01～0.05；丘陵区河流0.05～0.15； 山区河流0.15～0.30 2. 用该地区早期修建水库的淤积资料估算 3. 经验公式估算 ——多年平均推移质年输沙量，万t： ——多年平均流量，m3/s；J——河床平均坡降； ——多年平均悬移质侵蚀模数，t/km2 §10-4 输沙量年际、年内变化的计算 一、悬移质输沙量的年际变化 1.有长期资料（包括延长后的）时 类似设计年径流计算，采用适线法推求悬移质输沙量的理论频率曲线和设计值 2.缺乏泥沙资料时 由年径流的离势系数 估计输沙量的离势系数 * * 图10-1 图10-2 图10-3 　 多年平均输沙量→年际变化→各代表年的年内分配 一、多年平均悬移质年输沙量的计算 （一）具有长期实测泥沙资料时 　　资料审查与年径流