河工模型塑料草加糙方法
【专利摘要】本发明涉及一种河工模型塑料草加糙方法，采用一种塑料草，根据模型糙率及水深，根据的计算公式，式中n为模型糙率，H为模型水深，L为塑料草加糙间距，计算出加糙间距，并以该间距为基础在模型表面加糙。本发明采用塑料草来加糙，塑料草的弹性更贴近滩地植被，并且通过河工模型试验必要的参数（糙率和水深），即可确定塑料草加糙的间距，避免了塑料草垫、及以往塑料草加糙时的盲目性造成的费工费时，加糙方法简单实用。
【专利说明】河工模型塑料草加糙方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航道整治工程、水利工程的河工物理模型试验加糙【技术领域】，尤其是能根据所模拟的天然河道的曼宁糙率(以下简称糙率)和模型试验的水流条件通过计算即可确定的塑料草加糙方法。
【背景技术】
[0002]目前的河工模型试验加糙技术以小块石加糙为主，也有十字形、三角形、Y型塑料块、塑料草垫等。但是小块石、十字形、三角块、Y型塑料体加糙多用于河道河槽加糙，这些都是刚性材料，而河道滩地常常生长有植被，多是芦苇等柔性植物，并且目前只有小块石在河工模型加糙中应用较多。塑料草垫目前应用较少，塑料草具有柔性，比刚性的小块石、塑料块等刚性材料可以更好地模拟河道滩地植被的阻力情况，应用在河工模型滩地糙率模拟中美观实用，虽然是柔性材料，但是没有建立水流条件和塑料草垫的规格、布置之间的相关关系，这就需要每次布置后经过模型验证试验来确定是否满足糙率要求，由于塑料草垫生产出来其各个塑料草间距已定，如不满足则需重新选择塑料草垫，重新布置，费工费料。因此，需要设计一种技术能够预先计算出塑料草的间距，防止重复操作的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种河工模型塑料草加糙方法，解决现有的塑料草加糙技术需要每次布置后经过模型验证试验来确定是否满足糙率要求，如不满足则需重新选择塑料草垫，重新布置，费工费料的问题。
[0004]本发明通过以下技术方案来实现:采用一种定制的塑料草作为河工模型滩地的加糙材料，为了能够在了解天然河道糙率和模型试验水流条件的情况下，准确的确定塑料草的加糙方式，采用了水槽试验和公式推导相结合的方法研究了不同间距的塑料草在不同水流条件下的糙率。所选的塑料草高2.5cm、9瓣叶片，每瓣叶片长4.2cm、叶片最宽0.7cm，底托直径1.2cm (图1和图2)。试验所用的水槽采用水泥砂浆抹面，这和河工模型相同，水槽为梯形断面的平底顺直水槽，长度30m、底宽lm、深0.3m，两侧边坡坡比1:3，水槽流量由量水堰控制，水深由尾门控制。塑料草采用正方形加糙方法，设置塑料草的间距时首先在水槽表面用墨斗线打正方形网格，在正方形网格的角点用少量的水泥作为粘合剂，将塑料草粘合在水槽表面，正方形网格的边长就是塑料草的间距。水槽试验中采用了四种正方形加糙方法，正方形边长(即塑料草间距)分别为5、8、10、16cm (图3)，试验水深分别为10、15、20cm，在每种水深条件下，分别放三种流量，使得在无塑料草的情况下水槽流速分别为10、15、20cm/s左右，这样每种正方形塑料草加糙方式进行9组水流试验，采用测针测量水位，通过谢才公式、曼宁公式计算不同塑料草间距在不同水流条件下的糙率，试验结果见表I。
[0005]表I曼宁糙率系数表
【权利要求】
1.一种河工模型塑料草加糙方法，其特征在于:采用一种塑料草，根据模型糙率及水深，根据
2.根据权利要求1所述的河工模型塑料草加糙方法，其特征在于:所述的塑料草高2.5cm、9瓣叶片，每瓣叶片长4.2cm、叶片最宽0.7cm，底托直径1.2cm。
3.根据权利要求1所述的河工模型塑料草加糙方法，其特征在于:所述的以加糙间距为基础在模型表面加糙是以计算出的间距为边长，在模型表面打出正方形网格，塑料草固定在网格点上。
4.根据权利要求3所述的河工模型塑料草加糙方法，其特征在于:所述的塑料草是用水泥粘合在网 格点上。
【文档编号】E02B1/02GK103526716SQ201310513686
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】姬昌辉, 谢瑞, 洪大林, 张幸农, 王永平, 于剑 申请人:水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院