確定坡面徑流過程曼寧糙率系數的實驗方法研究

作者：程婭姍,王中根,李軍,黃振,葉翔宇,唐寅

摘要：曼寧糙率系數是用水動力學方法進行流速計算的關鍵參數。坡面流曼寧糙率系數與明渠流的不同。為確定坡面徑流過程的曼寧糙率系數,自行研發了一種包括供水系統、實驗水槽和數據觀測記錄系統的室內可變糙率坡面實驗系統。通過87場預實驗驗證了供水系統的穩定性和準確性。以坡度、實測流量、實測水深、不同糙率板上河砂的平均直徑和地表粗糙度為自變量,以曼寧糙率系數為因變量,選用均方根誤差(RMSE)和決定系數(R~2)為評價指標,對166種實驗場景進行了支持向量機(Support Vector Machines, SVM)訓練與預測,發現:①紊流的訓練結果難以預測層流和過渡流的曼寧糙率系數,說明流態不同時,實驗因素對水流的影響機制不同;②若要較為準確地預測曼寧糙率系數,至少需要包括實測水深在內的3種因素;③當同時考慮4種及更多種因素時,紊流狀態下均可對曼寧糙率系數進行較為準確的預測。

發文機構：中國科學院地理科學與資源研究所 中國科學院大學 中國科學院、水利部成都山地災害與環境研究所

關鍵詞：曼寧糙率系數坡面實驗支持向量機Manning roughness coefficientslope experimentSupport Vector Machine

分類號： G63[文化科學—教育學]