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非均匀沙分级推移质公式


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非均匀沙分级推移质公式
摘要：根据近底泥沙交换的随机-力学模式及输沙率概率分布，从理论上建立了非均匀沙任意粒级推移质输沙率的新公式。采用作者提出的分级起动概率和颗粒跳跃速度表达式处理有关参数，而公式所及常数则由均匀沙输移试验资料确定。由此获得的非均匀沙分级推移质公式物理概念清楚、数学处理严密、能自动适应均匀沙情形。用非均匀沙分级输移试验资料的验证结果表明，理论能合理地描述非均匀沙推移质运动的客观规律。
关键词：非均匀沙；推移质公式；分级输沙率；随机 力学模式；水槽试验
　　天然水流输移的推移质及水流边界的组成物质都是非均匀沙。如何根据水流条件及床沙组成计算非均匀沙推移质输沙率，以便有效地预报砂、卵石质床面的冲淤变形，是输沙力学亟待解决的重要理论问题。由于非均匀沙不同粒级间存在着隐暴作用(shelter exposure effect)并增加颗粒所处位置的随机性，至今关于非均匀沙输移问题的研究极为有限。
　　Einstein最早将均匀沙推移质公式推广到非均匀沙情形[1]，但公式包含五个系数因而精度较低，推导过程及参数处理亦不甚完善，计算值与后期的非均匀沙试验资料不能令人满意地一致[2]。近十多年来，一些学者对均匀沙公式进行修正使之适合于非均匀沙，即由分级输沙率实测资料求出满足均匀沙公式的所谓有效切应力τek再与实测切应力τ0k对比以确定隐暴修正系数[3]。由此获得的公式受所用实测资料及均匀沙推移质公式的限制，甚至出现隐暴系数中含有切应力变量而不再与原均匀沙公式兼容的不合理现象[２]。有些学者则仅建立推移质总输沙率的经验公式[4]，而推