[发明专利]一种多沙河流水库排沙比的计算方法

权利要求书

1.一种多沙河流水库排沙比的计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，设定水库坝址上游进口为0-0断面，下游排沙处出口为1-1断面，测量进出口断面间的距离L，测量出口排沙孔处中心点距河床的距离为y₁；

步骤2，统计进口河道单宽流量q₀、进口断面的平均含沙量s₀和进出口断面间的距离L；

步骤3，测量入库悬移质泥沙的中值粒径D₅₀，计算该粒径的沉速ω；

步骤4，测量进口断面和出口断面的平均水深H₀和H₁，计算进口0-0断面和出口1-1断面的水流挟沙力，分别记为s_0*和s_1*；

步骤5，采用下式计算出口1-1断面的平均含沙量：

其中，s₁为出口断面的平均含沙量、s_1*为出口断面的水流挟沙力，单位为kg/m³；s₀为进口断面的平均含沙量；s_0*为进口断面水流挟沙力，单位为kg/m³；ω为悬移质泥沙沉速，单位为m/s；L为进出口断面间的距离，单位为m；q₀为进口河道单宽流量，单位为m²/s；

步骤6，建立出口断面1-1的含沙量垂线分布公式：

其中，f(y)为距河距离为y处的含沙量，单位为kg/m³；H₁为出口断面的平均水深；ω为悬移质沉速，单位为m/s；κ为挟沙水流卡门常数，取κ＝0.21；u_*为摩阻流速；

步骤7，根据步骤6中的含沙量垂线分布公式，计算排沙孔处的出库含沙量S₂＝f(y₁)，该含沙量为出库水体的平均含沙量；

步骤8，将出库沙量除以入库沙量即得到水库的排沙比

2.根据权利要求1所述的一种多沙河流水库排沙比的计算方法，其特征在于：所述的步骤3泥沙沉速的计算方法为：

其中，ω为悬移质泥沙沉速，单位为m/s；D₅₀为悬沙泥沙的粒径，单位为m；ν为运动粘性系数，取0.000001，单位为m²/s。

3.根据权利要求2所述的一种多沙河流水库排沙比的计算方法，其特征在于：所述的步骤4进口0-0断面和出口1-1断面的水流挟沙力s_*计算式为：

其中，g为重力加速度，取9.8m/s²；H为断面的平均水深，进口断面和出口断面的平均水深分别取H₀和H₁，单位为m；ω为悬移质泥沙沉速，单位为m/s。

4.根据权利要求3所述的一种多沙河流水库排沙比的计算方法，其特征在于：所述的步骤6摩阻流速u_*的计算方法为：

5.根据权利要求4所述的一种多沙河流水库排沙比的计算方法，其特征在于：所述的步骤7排沙孔处的出库含沙量计算方法为：

6.根据权利要求5所述的一种多沙河流水库排沙比的计算方法，其特征在于：所述的步骤8排沙比η的计算公式即为：

其中：s₁为出口1-1断面的平均含沙量，单位为kg/m³；ω为悬移质泥沙沉速，单位为m/s；L为进出口断面间的距离，单位为m；s₀为进口断面的平均含沙量；κ为挟沙水流卡门常数，取κ＝0.21；u_*为摩阻流速。