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1、10申请公布号CN103526716A43申请公布日20140122CN103526716A21申请号201310513686X22申请日20131025E02B1/0220060171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地址210029江苏省南京市鼓楼区广州路223号72发明人姬昌辉谢瑞洪大林张幸农王永平于剑74专利代理机构江苏致邦律师事务所32230代理人徐蓓54发明名称河工模型塑料草加糙方法57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。
2、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。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN103526716ACN103526716A1/1页21一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。
3、。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25CM、9瓣叶片，每瓣叶片长42CM、叶片最宽07CM，底托直径12CM。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。权利要求书CN103526716A1/3页3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。
4、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。
5、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。
6、流条件下的糙率。所选的塑料草高25CM、9瓣叶片，每瓣叶片长42CM、叶片最宽07CM，底托直径12CM（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1M、深03M，两侧边坡坡比13，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、20C。
7、M，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1。0005表1曼宁糙率系数表说明书CN103526716A2/3页400060007试验研究结果表明，糙率主要受塑料草间距和水深条件的影响，而受水流流速的影响较小。采用公式推导，结合试验数据，得出塑料草不同间距加糙后糙率的计算公式00080009式中，N为糙率；L为塑料草间距，单位M；H为水深，单位M。0010将试验中水深条件相同、塑料草排列间距相同情。
8、况下的糙率值平均与公式（1）相应的糙率计算值进行比较（图4），可见两者吻合较好。0011因此，知道天然河道的糙率N后，根据模型的垂直比尺可知道模型滩地的水深H，由上面的计算公式可反算出塑料草加糙时所需的间距，依据此间距加糙就可以达到模型所需糙率。0012采用上述技术方案的积极效果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。附图说明0013图1塑料草俯视图；0014图2塑料草立视图；0015图3塑料草水槽试验图；0016图4糙率计算值与试验值。
9、对比图；0017图5塑料草加糙俯视图；0018图6塑料草加糙AA剖面图；0019图中，1表示模型表面，2表示塑料草，3表示正方形网格线，L为塑料草间距，也是正方形网格边长。具体实施方式0020下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但不应理解为对本发明的限制说明书CN103526716A3/3页50021实施例10022河工模型需要知道天然河道的糙率、水流条件，根据这些情况，再由模型的糙率比尺、垂直比尺，计算模型所需的糙率N及模型的水深H，假设计算得到的模型糙率N0022，模型水深H010M左右，将模型糙率N及模型水深H带入本发明提出的计算公式计算出所需的塑料草间距L015M，塑料草采。
10、用图1所示的塑料草（高25CM、9瓣叶片，每瓣叶片长42CM、叶片最宽07CM，底托直径12CM），按图5所示的打出正方形网格（边长L015M），在网格点采用少量水泥将塑料草粘合在模型面上即可（图6）。0023实施例20024根据天然河道的糙率、水流条件，由模型的糙率比尺、垂直比尺，计算模型所需的糙率N及模型的水深H，假设计算得到的模型糙率N0020，模型水深H020M左右，将模型糙率N及模型水深H带入本发明提出的计算公式计算出所需的塑料草间距L016M，塑料草采用图1所示的塑料草（高25CM、9瓣叶片，每瓣叶片长42CM、叶片最宽07CM，底托直径12CM），按图5所示的打出正方形网格（边长。
11、L016M），在网格点采用少量水泥将塑料草粘合在模型面上即可满足模型加糙要求。0025实施例30026了解天然河道的糙率、水流条件后，由模型的糙率比尺、垂直比尺，计算模型所需的糙率N及模型的水深H，假设计算得到的模型糙率N0028，模型水深H015M左右，将模型糙率N及模型水深H带入本发明提出的计算公式计算出所需的塑料草间距L009M，塑料草采用图1所示的塑料草（高25CM、9瓣叶片，每瓣叶片长42CM、叶片最宽07CM，底托直径12CM），按图5所示的打出正方形网格（边长L009M），将塑料草用少量水泥粘合在模型面网格点上。0027根据实施例13可以得出，采用本发明的方法，可以预先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。说明书CN103526716A1/2页6图1图2图3说明书附图CN103526716A2/2页7图4图5图6说明书附图CN103526716A。