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变态河工模型中,原型和模型之间要求满足阻力相似。根据变态模型阻力相似要求,变态模型一般需要人工加糙。变态潮汐河工模型中,由于潮汐河道中涨落潮糙率的差异,要求模型加糙糙率也不同。以往加糙体如石子、十字板和条杆形物体等均不能满足这个要求,而三角块加糙体可以满足这一要求。 论文对用于河工模型的常见人工加糙方法进行了总结,列出了各种加糙方法的计算过程;分析了天然河道阻力的影响因素,列出了计算天然河道糙率的三个常用方法。本次水槽试验三角块加糙体平面形状一定,论文从理论上分析了三角块梅花形加糙糙率的主要影响因素:三角块厚度Δ、布置横距L、布置纵向p、水深h和粘贴方向(假定顶点迎流为正向,底边迎流为反向)。通过水槽均匀流试验,计算得出了不同粘贴方向、不同三角块厚度、不同布置间距和不同水深条件下若干种粘贴方案加糙糙率大小。 在横距L等于纵距P的情况下,根据试验成果,论文分别拟合了三角块正向、反向梅花形粘贴的糙率计算公式,并将公式计算值与试验实测计算值进行了对比分析,得出两者偏差在10%以内,公式具有较好的精度。 另外,论文也对横距L不等于纵距P(L、P范围在10cm~20cm内)的粘贴方式进行了试验研究,并用横距L等于纵距P的糙率计算公式分别计算了加糙糙率值,其中间距用算术平均值(LP)1/2代入计算。计算结果表明:该种情况下,正反向粘贴糙率计算值与实测值偏差均在10%以内。 最后,将三角块梅花形加糙研究成果应用于长江河口段大模型。模型潮位和流速验证试验表明:模型潮位、流速与天然基本一致,模型较好地复演了天然河道水流运动规律,三角块梅花形加糙研究成果可靠。