一种悬移质泥沙群体沉速的检测方法

摘要

本发明公开了一种悬移质泥沙群体沉速的检测方法，该方法先假定恒定状态、水流方向无浓度梯度条件下简化扩散方程，然后根据泥沙扩散理论做出假设，通过ADV得到瞬时流速和与流速同步的瞬时含沙量，最后得到悬移质泥沙群体的沉速，本发明可同时适用于实验室和现场，针对细颗粒悬移质，不管实际中是否发生絮凝，该方法都能适用，该方法可以测得沉速沿水深的分布以及沉速随含沙量的变化，较传统的测量方法效果更好。

主权项

一种悬移质泥沙群体沉速的检测方法，其特征在于，所述的悬移质泥沙群体沉速的检测方法，先假定恒定状态、水流方向无浓度梯度条件下简化扩散方程，然后根据泥沙扩散理论做出假设，通过ADV得到瞬时流速和与流速同步的瞬时含沙量，最后得到悬移质泥沙群体的沉速；具体步骤如下：第一步，根据泥沙扩散理论间接测得，紊流中的细颗粒泥沙，一方面因各层水团交换而引起泥沙的交换，另一方面因重力作用而发生沉降，当二者达到平衡状态时，可用扩散方程描述；假定恒定状态，并且水流方向无浓度梯度，则扩散方程可简化为：ωS_v+ε_ydS_v/dy＝0    (1)式中：ω是泥沙沉速，S_v是泥沙浓度，ε_y是泥沙扩散系数；第二步，根据泥沙的扩散理论，一般有如下假定：$-{ϵ}_y{\mathrm{dS}}_v/dy=\overline{v^{\prime }{S}_v^{\prime }}---\left(2\right)$式中：v为垂向流速，上标′和‑分别代表脉动值和平均值；(1)、(2)两式合并可得：(3)${\mathrm{\omega S}}_v=\overline{v^{\prime }{S}_v^{\prime }}$第三步，由ADV直接测得瞬时流速，而瞬时含沙量则需标定声波强度和含沙量的关系，根据事先标定好的关系，将声波强度转化为含沙量，得到与流速同步的瞬时含沙量；第四步，根据公式(3)得出悬移质泥沙群体沉速。