河流泥沙工程学
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水文学7第七章 河流泥沙
（三）悬移质运动 悬移质是泥沙运动的主要方式 之一。 之一。冲积平原河流所挟带的泥 沙中,悬移质占绝大部分, 沙中,悬移质占绝大部分,有些山 区河流悬移质也可占很大比重. 区河流悬移质也可占很大比重.紊 动和重力作用是主要因素. 动和重力作用是主要因素.
1.悬移质的分布与变化 1.悬移质的分布与变化 悬移质含沙量沿垂线的分布具有自 水面向河底增加的趋势。 水面向河底增加的趋势。泥沙的粒径也是 近河底的较大，向上逐渐变小。 近河底的较大，向上逐渐变小。同一条河 流，洪水期由于来自流域表面的细沙较多， 洪水期由于来自流域表面的细沙较多， 故含沙量沿垂线分布较均匀，枯水期， 故含沙量沿垂线分布较均匀，枯水期，流 域来沙少，河中粗粒较多， 域来沙少，河中粗粒较多，分布就较不均 匀。
• 推移质泥沙尽管其相对数量不多，但因其 颗粒较粗，对水利工程的危害极大。如在 解决水库淤积问题中，处理推移质泥沙的 难度往往要比处理悬移质大得多。因此对 于推移质运动的观测与研究，同样是需要 重视的。
二、河流泥沙的表示
含沙量：河水中泥沙的含量，单位为 • （一）含沙量：河水中泥沙的含量，单位为 （一）含沙量 kg／m3。 kg／m3。 • （二）输沙率：指单位时间内通过一定过水 （二）输沙率 输沙率：指单位时间内通过一定过水 断面的泥沙总量。单位为kg／ 断面的泥沙总量。单位为kg／s 或 t／s 。 • （三）输沙量：指在一定时段内通过一定过 （三）输沙量 输沙量：指在一定时段内通过一定过 水断面的泥沙总量。单位为 t 或万t 。 或万t • （四）侵蚀模数：是指每km2流域面积上，每 （四）侵蚀模数 侵蚀模数：是指每km2流域面积上，每 年被侵蚀并汇入河流的泥沙重量，单位为t 年被侵蚀并汇入河流的泥沙重量，单位为t／ （km2·a） km2·a）
工程泥沙问题(河流动力学)讲解
导流屏
利用导流屏制造人工环流，以增加表层引水灾度、减小底 层引水宽度的做法，可有效地减少入渠沙量
其构造复杂，成本高，运用管理不便，在生产实践中未得 到广泛运用
河流动力学
为防止或减少取水口泥沙淤积，可采取下述工程措施
水力拉沙
为避免引水渠淤堵，在关闸停引期间要密切注意引渠的淤积 发展情况，当淤积到一定程度时应及时开闸放水，冲刷淤沙
河流动力学
正面取水
正面取水的设计思路主 要是利用弯道(自然的或 人工的)，将进水闸设置 在弯道凹岸迎流处，使 冲沙闸与水流方向斜交， 形成正面取水、侧面排 沙的格局。由于这类取 水工程主要是利用环流， 故又称弯道取水工程工 程实践表明，正面取水 工程对减少推移质入渠 效果显著
河流动力学
底栏栅取水
河流动力学
河流动力学
试验表明，弯道取水口位置不仅与河宽有关，与 河道几何轴线的曲率半径R也有关，取水口至弯 道起点距离L可按下式计算
式中，k为比例系数．当k＝0.8~1.0时，相当于凹 岸最大水深和最大单宽流量所在之处，引水条件 最佳
河流动力学
调整和稳定取水口附 近的河道
在实际工程中，有时不 一定有合适的弯道可以 利用，要造成在凹岸引 水的条件，须采用系列 整治工程将河段整治为 人工弯道，形成有利于 取水防沙的河势
河流动力学
淤积横断而形态
淤积的横向分布
当水库发生单向淤积时，由于入库水沙条件及边界条件的不同， 形成以下四种较普遍的横向淤积形态，即淤积面呈水平抬高；沿 湿周等厚淤积；淤槽为主和淤滩为主
淤积后的冲刷形态
水库在水位消落期或汛期泄洪排沙时，先期淤积物将受到某种程 度的冲刷，完成库区河床的再造床过程
利用导流屏制造人工环流，以增加表层引水灾度、减小底 层引水宽度的做法，可有效地减少入渠沙量
其构造复杂，成本高，运用管理不便，在生产实践中未得 到广泛运用
河流动力学
为防止或减少取水口泥沙淤积，可采取下述工程措施
水力拉沙
为避免引水渠淤堵，在关闸停引期间要密切注意引渠的淤积 发展情况，当淤积到一定程度时应及时开闸放水，冲刷淤沙
河流动力学
正面取水
正面取水的设计思路主 要是利用弯道(自然的或 人工的)，将进水闸设置 在弯道凹岸迎流处，使 冲沙闸与水流方向斜交， 形成正面取水、侧面排 沙的格局。由于这类取 水工程主要是利用环流， 故又称弯道取水工程工 程实践表明，正面取水 工程对减少推移质入渠 效果显著
河流动力学
底栏栅取水
河流动力学
河流动力学
试验表明，弯道取水口位置不仅与河宽有关，与 河道几何轴线的曲率半径R也有关，取水口至弯 道起点距离L可按下式计算
式中，k为比例系数．当k＝0.8~1.0时，相当于凹 岸最大水深和最大单宽流量所在之处，引水条件 最佳
河流动力学
调整和稳定取水口附 近的河道
在实际工程中，有时不 一定有合适的弯道可以 利用，要造成在凹岸引 水的条件，须采用系列 整治工程将河段整治为 人工弯道，形成有利于 取水防沙的河势
河流动力学
淤积横断而形态
淤积的横向分布
当水库发生单向淤积时，由于入库水沙条件及边界条件的不同， 形成以下四种较普遍的横向淤积形态，即淤积面呈水平抬高；沿 湿周等厚淤积；淤槽为主和淤滩为主
淤积后的冲刷形态
水库在水位消落期或汛期泄洪排沙时，先期淤积物将受到某种程 度的冲刷，完成库区河床的再造床过程
河流动力学第三章 泥沙特性
➢ 达到一定时间后趋于稳定 ➢ 粗沙达到稳定时间要短的多
三、泥沙的水下休止角
– 定义：静水中、不致塌落的倾角 – 影响因素：泥沙粒径、级配及形状 – 变化范围：32º－39 º
三、泥沙的水下休止角 f tgφ
• 根据天津大学研究成果，泥沙水下休止角(°)与粒径D(mm)
有如下关系： 32.5 1.27d
抛石
➢ 0.5 ＜Red＜1000时，由于Cd 为ω及d的函数，目 前无合适的计算公式，只能借助实验资料来计算
ω及Red。
21
22
三、泥沙的沉速
– 天然泥沙不是球体，需要考虑差异 – 基本原理、基本方法大同小异 – 相关研究较多，但所得公式结构相近 – 过渡区复杂，各家公式百花齐放 – 水电部规范综合了多家公式
– 特点
♥ 包含孔隙在内： s ＝ s (1－e) ♥ 变幅较大：最大1.7t/m3，最小0.3t/m3 ♥ 原因：孔隙变化较大
二、泥沙的干容重与干密度
– 影响因素
♥ 泥沙粒径 ➢ 颗粒越细其值越小：
D<0.005mm0.56t/m3 ➢ 颗粒越细变幅越大：0.56－1.35t/m3 ♥ 泥沙淤积厚度 ➢ 淤积深度越深干容重越大，变幅越小
1.72 s gd 0.41 m / s
Red= D/ =0.41×3.5/1000/10-6=1432.1>1000，假定符合，
属紊流
泥沙的水力特性
四、其他影响因素
– 泥沙形状
♥ 细颗粒不重要 ♥ 砾石、卵石、块石应考虑（越扁平，沉速越小）
– 水质
♥ 絮凝的影响 ♥ 出现絮凝后，沉速增加，一般0.4－0.5mm/s
D
(
6V
)1/
3
三、泥沙的水下休止角
– 定义：静水中、不致塌落的倾角 – 影响因素：泥沙粒径、级配及形状 – 变化范围：32º－39 º
三、泥沙的水下休止角 f tgφ
• 根据天津大学研究成果，泥沙水下休止角(°)与粒径D(mm)
有如下关系： 32.5 1.27d
抛石
➢ 0.5 ＜Red＜1000时，由于Cd 为ω及d的函数，目 前无合适的计算公式，只能借助实验资料来计算
ω及Red。
21
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三、泥沙的沉速
– 天然泥沙不是球体，需要考虑差异 – 基本原理、基本方法大同小异 – 相关研究较多，但所得公式结构相近 – 过渡区复杂，各家公式百花齐放 – 水电部规范综合了多家公式
– 特点
♥ 包含孔隙在内： s ＝ s (1－e) ♥ 变幅较大：最大1.7t/m3，最小0.3t/m3 ♥ 原因：孔隙变化较大
二、泥沙的干容重与干密度
– 影响因素
♥ 泥沙粒径 ➢ 颗粒越细其值越小：
D<0.005mm0.56t/m3 ➢ 颗粒越细变幅越大：0.56－1.35t/m3 ♥ 泥沙淤积厚度 ➢ 淤积深度越深干容重越大，变幅越小
1.72 s gd 0.41 m / s
Red= D/ =0.41×3.5/1000/10-6=1432.1>1000，假定符合，
属紊流
泥沙的水力特性
四、其他影响因素
– 泥沙形状
♥ 细颗粒不重要 ♥ 砾石、卵石、块石应考虑（越扁平，沉速越小）
– 水质
♥ 絮凝的影响 ♥ 出现絮凝后，沉速增加，一般0.4－0.5mm/s
D
(
6V
)1/
3
七泥沙的推移质运动
七 泥沙的推移质运动
1 概述
按照运动形态的不同，水流中运动的泥沙可分为悬移质和推移质两个部分。推移质通常沿河 床滚动、滑动、跳跃前进，动静间歇，与床面静止的泥沙时常交换，前进速度远较水流速度小。 而悬移质泥沙是在水流中浮游前进，其顺水运动速度与水流运动速度基本上相同。由于推移质沿 着床面运动，运动机理复杂，参数难以精确测量，不确定因素较多。因此，与悬移质相比，推移 质是泥沙研究中相对薄弱的课题。本调研将从泥沙起动、沙波运动、动床阻力、推移质输沙率和 推移质实（试）验等几个方面，对推移质的研究发展动态进行跟踪阐述。
究院，2010）。 对于床沙粒径比较均匀，用中值粒径或平均粒径来计算起动条件，能与实际基本相符。但对
于床面泥沙级配很不均匀的情况，不可能用一个代表粒径来计算起动条件，为此引进临界起动概
率的概念，与之相对应的泥沙颗粒粒径被称为临界起动粒径。根据 Meyer-Peter 和 Einstein 的推 移质输沙率公式，把输沙率很小（接近于零）作为泥沙起动的水力条件，由此得到的临界水力强
=
C
这里，Wc 是泥沙起动的水流功率，C 是常数。
对于某一河床比降和天然沙，式（3）可写为：
qc
=
K
d3/2 S
这里，qc 是泥沙起动的单宽流量，S 是河床比降。
（3） （4）
根据实验资料，Schoklitsch(1934)得到了与式(4)类似的泥沙起动公式，即 qc = 0.0194d / S 4 / 3 ，
动流速 Uc（垂线平均流速）可表示为：
Uc = η
ρs
− ρ
ρ
gd
⎜⎛ ⎝
h d
⎟⎞m ⎠
（1）
式中，ρs, ρ分别是泥沙和水的密度，g 是重力加速度，d 为泥沙粒径，h 是水深，m 是指数，η是 综合系数，可由起动流速实测资料反算。Shamov（1952）根据实验资料，求得η和 m 分别为 1.14 和 1/6。在这类公式中，李保如（1959）公式也有一定的代表性。若垂线流速分布采用对数形式， 则代表性的公式有 Goncharov（1962）和 Levy（1956）公式。
1 概述
按照运动形态的不同，水流中运动的泥沙可分为悬移质和推移质两个部分。推移质通常沿河 床滚动、滑动、跳跃前进，动静间歇，与床面静止的泥沙时常交换，前进速度远较水流速度小。 而悬移质泥沙是在水流中浮游前进，其顺水运动速度与水流运动速度基本上相同。由于推移质沿 着床面运动，运动机理复杂，参数难以精确测量，不确定因素较多。因此，与悬移质相比，推移 质是泥沙研究中相对薄弱的课题。本调研将从泥沙起动、沙波运动、动床阻力、推移质输沙率和 推移质实（试）验等几个方面，对推移质的研究发展动态进行跟踪阐述。
究院，2010）。 对于床沙粒径比较均匀，用中值粒径或平均粒径来计算起动条件，能与实际基本相符。但对
于床面泥沙级配很不均匀的情况，不可能用一个代表粒径来计算起动条件，为此引进临界起动概
率的概念，与之相对应的泥沙颗粒粒径被称为临界起动粒径。根据 Meyer-Peter 和 Einstein 的推 移质输沙率公式，把输沙率很小（接近于零）作为泥沙起动的水力条件，由此得到的临界水力强
=
C
这里，Wc 是泥沙起动的水流功率，C 是常数。
对于某一河床比降和天然沙，式（3）可写为：
qc
=
K
d3/2 S
这里，qc 是泥沙起动的单宽流量，S 是河床比降。
（3） （4）
根据实验资料，Schoklitsch(1934)得到了与式(4)类似的泥沙起动公式，即 qc = 0.0194d / S 4 / 3 ，
动流速 Uc（垂线平均流速）可表示为：
Uc = η
ρs
− ρ
ρ
gd
⎜⎛ ⎝
h d
⎟⎞m ⎠
（1）
式中，ρs, ρ分别是泥沙和水的密度，g 是重力加速度，d 为泥沙粒径，h 是水深，m 是指数，η是 综合系数，可由起动流速实测资料反算。Shamov（1952）根据实验资料，求得η和 m 分别为 1.14 和 1/6。在这类公式中，李保如（1959）公式也有一定的代表性。若垂线流速分布采用对数形式， 则代表性的公式有 Goncharov（1962）和 Levy（1956）公式。
第三章 泥沙特性
泥沙颗粒）的双电层。
+
+ +
+
+吸
++ + +
附
层
扩散层
内 泥沙颗粒 层 外层 中性水
双电层
32
1、泥沙颗粒周围的双电层
2、双电层的外层 ①、吸附层 ②、扩散层
①、吸附层（固定 层，不活动层）
紧靠内层的反离子， 由于受静电引力大， 便与颗粒表面牢固 地结合在一起，称 吸附层。
++ + +
+
+
+ ++
c很缓，粒径变 化范围大，各组 粒径含量接近， 组成不均匀，级 配良好
请想想:砼搅拌中要求组成沙级配良好，对应均匀沙或非均匀沙？
第三章 泥沙特性
1.1 泥沙的几何特性
(二)沙样组成与粒配曲线
第三章 泥沙特性
1.1 泥沙的几何特性
(二)沙样组成与粒配曲线
1.1.2
第三章 泥沙特性
1.1 泥沙的几何特性
+ +
+ +
+ +
+
+ +
+
+吸
++ + +
附
层
内 泥沙颗粒 层 外层
双电层
扩散层 中性水
33
1、泥沙颗粒周围的双电层 2、双电层的外层 ①、吸附层 ②、扩散层
②、扩散层（活动层）
扩散层：距内层较远的 反离子与颗粒表面结合 的就不牢固，具有一定 的活动性，这一层叫做 扩散层。
++ + +
水文学原理-第11章 河流泥沙
第11章 河流泥沙
随水流运动以及构成河床的固体颗粒称为河流泥沙，又称固 体径流，它不仅包括在水流中运动或相对静止的粗细泥沙， 还包括河道中的砾石与卵石。
泥沙运动和沉积是河流中重要的水文现象，对河流水文情势、 河流发育以及河床演变影响极大。鉴于我国大多数河流挟带 泥沙，兴修水利工程（防洪、航运、灌溉、发电、港口码头） 和进行流域治理时，不仅需要研究河流水文情势，也要考虑 与之相伴的泥沙运动状况。
2020年2月1日
21
上述泥沙粒径频率分布曲线与泥沙粒径累积频率分布曲线统称为泥 沙粒径级配曲线。 天然河流河床的泥沙粒径级配曲线形态会因河流类型不同而不同。
许多山区河流河床泥沙粒径频率分布曲线存在明显的双峰，一个 峰对应粗卵石和细砾石，另一个峰对应粗砂，相应累积频率曲线 呈现为板凳状。这是因为除了较难冲动的粗大卵石以外，细小的 砂子可以填塞到粗大卵石组成的骨架空隙中，冲刷较少，因而含 量较高。当然也有的山区河流床的泥沙粒径频率分布曲线只有一 个单峰。
2020年2月1日
29
比重——固体泥沙颗粒重量与同体积4℃水的重量之比。无量纲，
一般泥沙比重：=2.65
有效容重系数（有效密度系数）：泥沙在水中运动状态，既与泥沙
容重有关，又与水的容重有关，在分析计算时，常出现相对数值，为
简便起见，常取a=1.65.
a s
a s
4
1、坡面侵蚀 流域表层的土壤或岩石碎屑在风吹日晒、水冲以及地球重力的 作用下，从原来所处状态剥离、冲刷、搬运而随径流注入河道 的水土流失过程，称为坡面侵蚀。 坡面侵蚀从形态上又有层状、沟状、陷穴、滑坡、塌岸等侵蚀 类型。
2020年2月1日
当降水发生在较为平整、植被 较差的坡面上所形成的漫流会 将土壤或岩石碎屑成层剥蚀， 即层状侵蚀。
随水流运动以及构成河床的固体颗粒称为河流泥沙，又称固 体径流，它不仅包括在水流中运动或相对静止的粗细泥沙， 还包括河道中的砾石与卵石。
泥沙运动和沉积是河流中重要的水文现象，对河流水文情势、 河流发育以及河床演变影响极大。鉴于我国大多数河流挟带 泥沙，兴修水利工程（防洪、航运、灌溉、发电、港口码头） 和进行流域治理时，不仅需要研究河流水文情势，也要考虑 与之相伴的泥沙运动状况。
2020年2月1日
21
上述泥沙粒径频率分布曲线与泥沙粒径累积频率分布曲线统称为泥 沙粒径级配曲线。 天然河流河床的泥沙粒径级配曲线形态会因河流类型不同而不同。
许多山区河流河床泥沙粒径频率分布曲线存在明显的双峰，一个 峰对应粗卵石和细砾石，另一个峰对应粗砂，相应累积频率曲线 呈现为板凳状。这是因为除了较难冲动的粗大卵石以外，细小的 砂子可以填塞到粗大卵石组成的骨架空隙中，冲刷较少，因而含 量较高。当然也有的山区河流床的泥沙粒径频率分布曲线只有一 个单峰。
2020年2月1日
29
比重——固体泥沙颗粒重量与同体积4℃水的重量之比。无量纲，
一般泥沙比重：=2.65
有效容重系数（有效密度系数）：泥沙在水中运动状态，既与泥沙
容重有关，又与水的容重有关，在分析计算时，常出现相对数值，为
简便起见，常取a=1.65.
a s
a s
4
1、坡面侵蚀 流域表层的土壤或岩石碎屑在风吹日晒、水冲以及地球重力的 作用下，从原来所处状态剥离、冲刷、搬运而随径流注入河道 的水土流失过程，称为坡面侵蚀。 坡面侵蚀从形态上又有层状、沟状、陷穴、滑坡、塌岸等侵蚀 类型。
2020年2月1日
当降水发生在较为平整、植被 较差的坡面上所形成的漫流会 将土壤或岩石碎屑成层剥蚀， 即层状侵蚀。
河流泥沙工程-余老师作业-陈燕平
泥沙数学模型计算陈燕平2013282060132 1 数学模型简介本次泥沙淤积分析计算采用武汉水利电力大学研制开发的susbed-2准二维恒定非均匀流输沙模型。
该模型是建立在河流泥沙动力学理论、非均匀悬移质不平衡输沙以及水库淤积与河道冲淤变形研究成果的基础上，解答较为全面，在我省的高桥电站、云龙水库、糯租电站、麻栗坝水库以及漫湾、大朝山等工程设计中被广泛采用，取得了良好的效果。
该模型为《水电水利泥沙工程设计规范》推荐使用的模型之一。
2 上游工程对水电站来水来沙影响分析2.1水利工程影响南盘江流域为我省人口稠密地区，经济相对发达，上游河段有较多的闸坝，人类活动对径流的影响自古即存在。
在上世纪50年代末及60年代初，就修建了较多的中、小型水库。
由于这些水库的灌区都在流域内，本身流域面积也较小，对下游江边街一带干流段径流影响不大。
上游具有调节性能的水库为柴石滩水库。
根据柴石滩水库初设报告，水库正常库容3.4亿m3，兴利库容2.55亿m3，死库容0.85亿m3；水库多年平均输沙量为75.2万t，库沙比599，每年95%约71.4万t的泥沙淤积在库内，约占江边街站的10.5%。
大桥电站来沙应粗略考虑柴石滩水库的拦蓄作用。
同时，柴石滩水库建成至今，由于灌区渠道未配套，一直未发挥农田供水任务。
大桥电站径流计算时，应考虑满足规划水平年上游用户蓄水要求，扣除相应耗水。
2.2水电工程影响上游规划或已建梯级电站均为日调节电站。
由于低水头、大流量发电，平衡年限较短，因此对梯级电站的水量调节及拦沙作用不予考虑。
3 基本资料及参数（1）断面资料大桥电站库区共布置了44个断面，系由2010年实测而得。
断面平均间距1167m，其中断面最大间距为2281m，最小间距为397m。
（2）水沙系列资料根据江边街实测资料得出规划水平年水沙系列过程。
规划水平年柴石滩灌区配套完成，径流过程为扣除上游用水后的“柴石滩下泄+区间径流”过程，来沙量相应考虑水库的拦蓄作用。
河流泥沙工程学
ｒ ｅ 刊，中］ 余文畴（ ｅｃｅ ｆ ａ ｊ ｖｒ［ Ｃｎ ａ ｉ ｎ ／ 长江科 学院河流
研 究 所 ，武 汉 ４ ０ １） ３０ ０ ＃长 江 科 学 院 院 报 ． ２ ｏ ，２ （） ８ 一 ０ ８ ５ １． ～ 一
儿
描 述 了长 江 中 下 游 河 床 边 界 条件 对 于 河 道 平 面 变 形 的影 响 ，介 绍 了河岸抗冲性分类的研 究成 果，分析 了河岸二元结构对于崩 岸影响的 ２个特点：一是崩岸段河岸 断面形态与近岸水流集中 冲刷河床 相关联；二是根据粘性土层 的抗冲性揭示 了崩岸过程 从量变到质变的问歇性质．图 ２参 ４ 周晓雁） （ 关键 词：崩岸边界条件 ；河岸抗冲性；近岸 断面形态 ；河岸粘 性 土 层
Ｏ １ １２ ８２８５ ５ ０ ・４ ７ ５
通过 实测三峡水库 １５ｍ运行阶段永久船闸下引航道 及口门区 ３ 泥沙淤积与水沙 因子变化 ， 算分析 了下引航道 及 口门区的淤 计 积量及分布 、拦门沙淤积形态、淤积机理及清淤时机 ，建立 了 口门含沙量与长江含沙量、口门斜流流速与长江流量 、拦 门沙 淤积高度与来沙量等关系；并结合倒灌异重流理论 ，计算验证 了下 引 航 道 及 口 门区 异 重 流 、环 流 淤 积 ． 结 果 表 明 ，下 引 航 道 及 口 门区 主 要 集 中 在 主 汛 期 （～９月 ） 积 ，汛 末 （Ｏ １ ） ７ 淤 １～ ２月 进 行 一 次 清 淤 即 可 满 足 航 深 要 求 ． 图 ８ ４参 ８ 表 关键词：泥沙淤 积；异重流 ；永久船 闸；下引航道 ；三峡水库
０ １ １２ ８２８８ ５ ０－４ ７ ５
关键词 ：Ｐ Ａ复合分散体 ；稳定性 ；粒径；影响因素 Ｕ
０ １ １ ２ ８２８４ ５ ０－４ 河 流 泥 沙 工程 学 ７ ５
研 究 所 ，武 汉 ４ ０ １） ３０ ０ ＃长 江 科 学 院 院 报 ． ２ ｏ ，２ （） ８ 一 ０ ８ ５ １． ～ 一
儿
描 述 了长 江 中 下 游 河 床 边 界 条件 对 于 河 道 平 面 变 形 的影 响 ，介 绍 了河岸抗冲性分类的研 究成 果，分析 了河岸二元结构对于崩 岸影响的 ２个特点：一是崩岸段河岸 断面形态与近岸水流集中 冲刷河床 相关联；二是根据粘性土层 的抗冲性揭示 了崩岸过程 从量变到质变的问歇性质．图 ２参 ４ 周晓雁） （ 关键 词：崩岸边界条件 ；河岸抗冲性；近岸 断面形态 ；河岸粘 性 土 层
Ｏ １ １２ ８２８５ ５ ０ ・４ ７ ５
通过 实测三峡水库 １５ｍ运行阶段永久船闸下引航道 及口门区 ３ 泥沙淤积与水沙 因子变化 ， 算分析 了下引航道 及 口门区的淤 计 积量及分布 、拦门沙淤积形态、淤积机理及清淤时机 ，建立 了 口门含沙量与长江含沙量、口门斜流流速与长江流量 、拦 门沙 淤积高度与来沙量等关系；并结合倒灌异重流理论 ，计算验证 了下 引 航 道 及 口 门区 异 重 流 、环 流 淤 积 ． 结 果 表 明 ，下 引 航 道 及 口 门区 主 要 集 中 在 主 汛 期 （～９月 ） 积 ，汛 末 （Ｏ １ ） ７ 淤 １～ ２月 进 行 一 次 清 淤 即 可 满 足 航 深 要 求 ． 图 ８ ４参 ８ 表 关键词：泥沙淤 积；异重流 ；永久船 闸；下引航道 ；三峡水库
０ １ １２ ８２８８ ５ ０－４ ７ ５
关键词 ：Ｐ Ａ复合分散体 ；稳定性 ；粒径；影响因素 Ｕ
０ １ １ ２ ８２８４ ５ ０－４ 河 流 泥 沙 工程 学 ７ ５
治河及工程泥沙第1讲
（2）平面形态
山
a、宽窄相间（由地质构造构成）
区
河 流
b、走向有急弯
c、有许多巨石突出。 d、溪口滩。 （3）纵向 总体看河床较陡，锯齿状。
9
３、水文泥沙特点 山
（1）水文： 洪水猛涨猛落，年内Qmax与Qmin 相差 达几百倍。 （2）水流： a、流速：v大， 最大6~7m/s，变化幅度大。 b、比降J ：一般在1‰以上，局部1%，且变 化也大。 c、流态：紊乱、有回流、旋涡、跌水、水跃 、泡水、横流、流向险恶。 （3）泥沙 ： a、 悬移质都是冲泻质 b、 推移质较多
22
水沙不 平衡性
谢 谢！
19
一、基本特性
三维性
对于天然河道，其过流断面为不规则的形 状，流速和泥沙含量不但沿纵向流程改变，在 过流断面上分布也不均匀。如弯道水流受离心 惯性力和重力的共同作用，水面形成横比降。 水流在横断面上形成环流运动，结合河流纵向 运动，构成螺旋流，在螺旋流的作用下，还会 引起泥沙横向输移，使凹岸受到冲刷，凸岸产 生淤积，水流、泥沙运动均呈十分明显的三维 运动特性。
20
一、基本特性
非均 匀性
由于河道断面形状不规则，因此 河道水流往往不满足均匀流条件。同 时沿河床运动的泥沙，一般会在床面 呈起伏不平的沙波形态。沿沙波不同 部位，泥沙运动的数量不同，沙波附 近的流速也不同。因此，河道水流是 运动要素沿流程变化的非均匀流．
21
一、基本特性
水流中的泥沙与床面上的泥沙不断地 进行交换，挟沙水流在河床表面的各个 部分保持不冲不淤平衡状态。 河道中经常由于自然或人为的原因， 使水流中的水沙平衡关系遭到破坏。这 种改变必将引起水、沙逐渐向新的相对 平衡发展。与此同时不断产生的新干扰， 又会破坏新的平衡，再向更新的平衡发 展。因此平衡是相对的，而水沙不平衡 是绝对的。
河流动力学2-泥沙特性
Chap1 泥沙特性本章知识要点：泥沙粒径表达形式泥沙的组成与粒配曲线比表面积的意义双电层与结合水泥沙干容重及其影响因素泥沙沉速与层流、紊流、过渡区絮凝现象● 泥沙来源：①流域地表冲蚀而来；②从原河床上冲起的。
● 土壤侵蚀最严重的黄河中游的黄土高原永定河和西辽河流域，相当于地表每年普遍冲掉0.6毫米的厚度，加上人类活动，如盲目开垦等，含沙量很高的正是黄河中游的一些干支流，年均含沙量高达300公斤/m 2以上，而南部一些省份，年均含沙量不足1公斤/m 2。
§1－1 泥沙的几何特性一、泥沙的粒径● 泥沙的不同形状与它们在水流中的运动状态有关，较粗的沿河底推移前进，碰撞机会多，动量较大易磨损；反之不易磨损而保持棱角峥嵘的外貌。
为比较不同泥沙颗粒的形状、大小的异同，必须有某些指标对它们进行对比。
泥沙的形状的表达方式● 球度系数：（因为泥沙接近于球体，所以以球体作参照物）与沙粒等体积的球体的表面积与泥沙的实际表面积之比（与球接近的程度）。
研究表明，球度系数相等的两颗泥沙，在水中的流体动力特性大致相同。
由于球度系数难以测定（V 可用排水、称重法确定，但表面积难以测定），常用泥沙的长、中、短三个轴a, b, c ，按下式近似表示：Φ=1942年克来拜因提出）● 形状系数：ab c S P = 1、 等容粒径：泥沙颗粒的大小通常用泥沙颗粒直径来表示，泥沙颗粒形状不规则，难以确定泥沙的粒径，实际中采用等容粒径来表示。
即：与泥沙颗粒体积相等的球体直径。
（泥沙体积可用称重、排水等方法测出：W V g ρ=）——对比水力学中表面粗糙度的∆确定 136V d π⎛⎫= ⎪⎝⎭ 式中：V 为泥沙颗粒的体积。
2、算术平均粒径：用长、中、短轴（a 、b 、c ）的算数平均值来表征泥沙粒径1()3d a b c =++3、几何平均粒径：d =当泥沙形状为椭球体时，等容粒径与几何平均粒径相同（V=лabc/6=лd 3/6）4、中轴长度：接近而偏大于几何平均粒径（较粗天然沙测量的结果）5、筛径：仅对于单颗的卵石、砾石等可以通过称重，再除以泥沙的重率，得到体积而后求其等容粒径，或直接量测其三轴长度，再求其平均值。
河流泥沙工程学
亮 ，赵彦 贤 ， 媛媛 （ 汉大 学水 资源与 水 电工程科 学 国家重 点实 宋 武 验室 ，武 汉４ ０ ７） ３０ ２ ∥长江 科学 院 院报 ． ２ ０ ，２ （） ３～３ 一 ０ ８ ５ ４． ６ ９ 一 以地 下厂 房 施工 洞 室群 为研 究对 象 ，通过 对 目前 地下 洞室 群施 工 中通 风 的主 要影 响 因素 的分 析和 风量 、风 压 计算 理论 的研 究 ，从 实 际的施 工 应用 角度 出 发 ，确 定 出地 下洞 室群 施 工通 风风 量 、风 压 的计算 方 法． 利用 已确 定 的施 工通 风风 量 与风 压 的计算 方法 ， 按照 洞 室群 施工 通风 仿真 原 理 ，建立 施工 通 风仿 真计 算体 系 ．根 据仿 真计 算 体系 计算 出风 量 、风 压等 控制 性 因素 ， 以此 为依据 进
沉积 物粒 度 参数 是描 述粒 度 分布特 征 的数 值 ，包 括 平均 粒径 、分 选系 数／ 标准 偏差 、偏 度 （ 态） 偏 和尖 度 （ 态） 峰 等． 简要 介 绍 了粒 度参 数 的两种 计算 方法 （ 图解法 和矩算 法），并对 两者进 行 了对 比 研 究． 结果 显示 ，两 种 方法 计算 的平 均粒 径 几 乎相 同 ；分选 系数 能够 相 互替 换 ；偏态 值 具有 一定 的可 比性 ，可 以互相 换 算 ；峰态 值离 散程 度 很大 ，没 有 明显 的相 关趋 势 ，不 具有 可 转换 性． 最后 提 出 了一种基 于 Ｍａｔ ｓ ｅ２０ 激 光粒 度 仪的 实现 粒度 参数 求解 ｓ ｒ ｚｒ００ ｅｉ 的简 便易 行方法 ． 图３ １ （ 表 参９ 周晓雁 ） 关键 词 ：粒度 参数 ； 图解 法 ；矩算法
ｓ ｌ ｏ ｆ ｏ ｃ ￣ ｄｍｓ ｕｊｃ ｄ ｏｕｄｒ ｔ ｘｌｓ ｎ［ ， ｉ ａ ｎｏ ｎｒ ｍｕ ｔ ｉ ｃ ｅ ａ ｂｅｔ ｎｅ ｅ ｅｐｏｉ 刊 ｓ ｅｔ ｗａ ｒ ｏ 中］ 徐俊 祥 ，刘 西 拉 （ ／ 上海 交通 大学 土木 工程 系 ，上 海２０ ３）∥ ０ ００
河流泥沙工程学
关键词 ：多沙粗沙区：植被覆盖 ；流域 模型 ；减水减沙 国家 自然科学基金资助（０ ２ ９ ３ ５ ２ １０ ）
０ １ １４ ６０４５ ５ ０・ ５ ７ ４
混流式 水轮机效率的数 值预测＝ Ｎ ｍｅｉ ｕ ｒ ．
ｃ ｅ ｃｅ ｃ ｉ ｃ ａｔ ｒｄｃｉｎｆｒ ｏ ｌ ｉ ａ ｆ ｉｎ ｙｈｌ ｈｒ ｐｅ ｉｔ ｌ ｏ ｏ ａｃ ｍ－
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２０ 、 １２Ｎ ． ０６ ｒ． ， ｏ１ ０１ ０ ｃｎ ｉ ｇｌ ｕ ［ ，中］于源（ 京化 ｅｔｆ ａ ｐ ｍｐ 刊 ｒｕ ， 北 二 大学机 电ｌ ｌ ： Ｔ程学院 ，北京市 １０ ２ ） ０ ０ ９， 张连凯， ／ 农业机械学报． ０ ６ ７２． —２ ｏ ，３ （） 一
河 口切 变 锋＝ 一 ｉ ｌｔ ｎ ｏ ｅＳＳ ３Ｄ ｓ ａ ｏ ｆｔ Ｕ— ｍｕ ｉ ｈ
ｐ ｎ ｅ ｅ ｉ ｎ ｒ ｎ ｐ ｒ ｉ ｅ Ｙ ｌｏ ｅ ｄ ｄ ｓ ｄ ｍｅ ｔｔａ ｓ ｏ ｔ ｎ ｔ ｅ ｌ ｗ ｈ
Ｒｉｅ ｍｏ ｔ ｖ ｒ ｕ Ｉ：ｓ ｅ ｒ ｒ ｎ ０ｆ ｈ ｅｌｗ ｈ ｈ ａ ｆｏ ｔ ｆ ｔｅＹ ｌｏ
一
再采用线性插值 的方法得 到曲面上采样 点 的加工误差 ．由于 自由曲面加工 中的 刀位点 比较密集 ，该文利用彩色 云图将 加工误差可视化 ，完 善了对数控加 工结 果的计算机几何仿真 。该算法 已在 自 行 研制的叶轮 Ｃ Ｍ 系统中得到验证 ，并 Ａ 且与实际加＿ 结果一致．图 ６参 ５ Ｔ
５ ～ ５ ５ ７
研 究类 （ 与技 术科 学） 工程 给三峡工程泥沙以出路— —再论三峡工 程的优 化＝ ｕｌ ｏ ｅｅｖｉ ｓ ｔ ｇ ｏ Ｏ ｔ ｔｆｒｒｓｒｏｒ ｉ ｎ ｆ ｅ ｌ ｉ ｔｒｅｇ ｒｅ ｒ ｅ ｔ［ ，中］杨力行（ ｈｅ ｏｇｓ ｏ ｃ 刊 ｐｊ ， 新 疆 农业 大学 ，乌鲁木齐 ８ ０ ５ ）科技导 ３０ ２／ ／
Ch1 河道水流、泥沙特性2014021
指数公式
u y 1 m U h
m
§1.2 泥沙特性
• 泥沙概念 泥沙：指所有在流体中运动或受水流、风力、波浪、 冰川及重力作用移动后沉积下来的固体颗粒碎屑 （钱宁、1983）。粒径大小可差数十~数万倍。粒径 大小一般变化在0.001~100.0mm 。 泥沙来源：主要来自岩石的风化，土壤侵蚀，火山 喷发产生的火山灰、生物骨骼、贝壳分解及人类各 种生产活动的废弃物。 • 河流泥沙的来源可以分为两类：一类是来自流域降 雨形成的地面径流对地表的冲蚀，通常称为水土流 失；另一类是从原河床沉积层冲刷起来的。河流泥 沙在运动过程中与床沙相互交换，塑造了不表粒径： 中值粒径:d50(median size)：级配曲线中p=50%对应 的粒径。 算术平均粒径（mean diamnter): Dm，几何平均粒径 dmg n
Dm
D
i 1
im i
P
100
（2）非均匀特性：拣选系数φ 和均方差σ（几何标准 1 D84 D50 偏差） D75
第一章：河道水流、泥沙基本特性
• • • • • • • 本章内容： 1、天然河道水流特性； 2、河流泥沙的来源及几何特性； 3、细颗粒泥沙的物理化学特性； 4、泥沙的重力特性； 5、泥沙沉速； 6、泥沙分类。
第一章：河道水流、泥沙基本特性
§1.1 河道水流基本特性 河流是河床和水流两部分相互作用下的水流泥沙 运动。河道由泥土、沙砾、卵石和顽石等组成。河 道水流与明渠水流有较大差异 1、河道水流的两相性：水（连续介质）和沙（非连 续介质的颗粒群体）。（two phase flow-两相流) （1）重力、（2）惯性力、（3）阻力 2、河道水流的三维性：河道断面不规则，顺直段很 短，宽深比小，尤其是弯曲河流。 3、河道水流的非恒定性：来水来沙随时间变化；河 床处于不断的变化中。 4、河道水流的非均匀性： 5、不平衡输沙；
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§1.2 泥沙特性
• 泥沙概念 泥沙：指所有在流体中运动或受水流、风力、波浪、 冰川及重力作用移动后沉积下来的固体颗粒碎屑 （钱宁、1983）。粒径大小可差数十~数万倍。粒径 大小一般变化在0.001~100.0mm 。 泥沙来源：主要来自岩石的风化，土壤侵蚀，火山 喷发产生的火山灰、生物骨骼、贝壳分解及人类各 种生产活动的废弃物。 • 河流泥沙的来源可以分为两类：一类是来自流域降 雨形成的地面径流对地表的冲蚀，通常称为水土流 失；另一类是从原河床沉积层冲刷起来的。河流泥 沙在运动过程中与床沙相互交换，塑造了不表粒径： 中值粒径:d50(median size)：级配曲线中p=50%对应 的粒径。 算术平均粒径（mean diamnter): Dm，几何平均粒径 dmg n
Dm
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100
（2）非均匀特性：拣选系数φ 和均方差σ（几何标准 1 D84 D50 偏差） D75
第一章：河道水流、泥沙基本特性
• • • • • • • 本章内容： 1、天然河道水流特性； 2、河流泥沙的来源及几何特性； 3、细颗粒泥沙的物理化学特性； 4、泥沙的重力特性； 5、泥沙沉速； 6、泥沙分类。
第一章：河道水流、泥沙基本特性
§1.1 河道水流基本特性 河流是河床和水流两部分相互作用下的水流泥沙 运动。河道由泥土、沙砾、卵石和顽石等组成。河 道水流与明渠水流有较大差异 1、河道水流的两相性：水（连续介质）和沙（非连 续介质的颗粒群体）。（two phase flow-两相流) （1）重力、（2）惯性力、（3）阻力 2、河道水流的三维性：河道断面不规则，顺直段很 短，宽深比小，尤其是弯曲河流。 3、河道水流的非恒定性：来水来沙随时间变化；河 床处于不断的变化中。 4、河道水流的非均匀性： 5、不平衡输沙；
河流泥沙工程学
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２ ０ ０Ｊ ，Ｎｏ６ ０ ６ｖ ｌ ２ ｌ ．
由试验测得的断裂能 即为 混凝 土的真实 断裂能 ，也就是试验测试值 的极限值： 该文模型计算得到 的混凝 土断裂能与受 扰韧带模型及双线性模型 的计算 结果非 常接近 ，但 ３个模 型在描述边 界条件对
土颗粒破碎 耗能对罗维剪胀模型 的修正
＝
Ｒｏ ’ ｔｅ ｓ ｄ ｌｔｎ ｙ ｍｏ ｅ ｄ ｆ ｄ ｗｅ Ｓ ｓ ｓ — ｉ ａ ｃ ｄ ｌｍｏ ｉ ｅ ｒ ａ ｉ
０６０ ３５ ６１ ７
工程与技术科学 性进行 了辨识 ． 输 辨 识 采 用 离 线 训 练 ＡＮＦＳ 网 络 和 在 线 辨 Ｉ 识相 结合 的方法 ，模型能很好地辨 识系 统输 入 、输 出特 性 ，为研究智 能水轮发 电机 组 控制 策 略 提 供 了有 效 的建 模方 法 ． 图 ６参 ５ 关键 同 ：水 电 机 组 ；控 制 系 统 ；Ａ Ｉ ＮＦＳ
关键词 ：混凝土 ：断裂能 ：边 界效 应： 尺寸效应；楔入劈拉试验 ；局 部断裂能 国家 自然科 学基金资助（０ ３ ０ ０ ５４ ８１）
０ ０ １ ５ ６６３５ ５ ０ ・２ ７ ５
堆 石 混 凝 土 及 堆 石 混 凝 土 大 坝 ＝ ｔｄ Ｓｕ ｙ
ｏ ｏｋｆｌ ｏ ｃｅｅｄｎ 刊 。中］金峰 ｎｒｃ ．ｌｃ ｎｒｔ ａａ［ ｉ ／ （ 华 大 学 水 利 水 电 工 程 系 ，北 京 清 １０ ８ ） ０ ０ ４ ，安 雪 晖 ，石 建 军 ， 张 楚 汉 ， ／ 水 利学报． ｏ ５ １） １４ ～ １５ 一２ ｏ ，（１． ３ ７ ３ ２ 一 该文提 出一种新 的大体积混凝土旌 上方 式 ，即 以自密实混凝土在堆石体 中流动 充满堆石体形成完整 的混凝土 ，简称堆 石混凝土．文中简述 了堆石混凝土 的优 点 ，介绍了堆石混凝土试验 ，试验 结果 证 明自密实混凝土在堆石体 中有 良好 的 流动性能，利用 自密实混凝土填充堆石 体 ，可 以得到具有 良好密实性和高强度
２ ０ ０Ｊ ，Ｎｏ６ ０ ６ｖ ｌ ２ ｌ ．
由试验测得的断裂能 即为 混凝 土的真实 断裂能 ，也就是试验测试值 的极限值： 该文模型计算得到 的混凝 土断裂能与受 扰韧带模型及双线性模型 的计算 结果非 常接近 ，但 ３个模 型在描述边 界条件对
土颗粒破碎 耗能对罗维剪胀模型 的修正
＝
Ｒｏ ’ ｔｅ ｓ ｄ ｌｔｎ ｙ ｍｏ ｅ ｄ ｆ ｄ ｗｅ Ｓ ｓ ｓ — ｉ ａ ｃ ｄ ｌｍｏ ｉ ｅ ｒ ａ ｉ
０６０ ３５ ６１ ７
工程与技术科学 性进行 了辨识 ． 输 辨 识 采 用 离 线 训 练 ＡＮＦＳ 网 络 和 在 线 辨 Ｉ 识相 结合 的方法 ，模型能很好地辨 识系 统输 入 、输 出特 性 ，为研究智 能水轮发 电机 组 控制 策 略 提 供 了有 效 的建 模方 法 ． 图 ６参 ５ 关键 同 ：水 电 机 组 ；控 制 系 统 ；Ａ Ｉ ＮＦＳ
关键词 ：混凝土 ：断裂能 ：边 界效 应： 尺寸效应；楔入劈拉试验 ；局 部断裂能 国家 自然科 学基金资助（０ ３ ０ ０ ５４ ８１）
０ ０ １ ５ ６６３５ ５ ０ ・２ ７ ５
堆 石 混 凝 土 及 堆 石 混 凝 土 大 坝 ＝ ｔｄ Ｓｕ ｙ
ｏ ｏｋｆｌ ｏ ｃｅｅｄｎ 刊 。中］金峰 ｎｒｃ ．ｌｃ ｎｒｔ ａａ［ ｉ ／ （ 华 大 学 水 利 水 电 工 程 系 ，北 京 清 １０ ８ ） ０ ０ ４ ，安 雪 晖 ，石 建 军 ， 张 楚 汉 ， ／ 水 利学报． ｏ ５ １） １４ ～ １５ 一２ ｏ ，（１． ３ ７ ３ ２ 一 该文提 出一种新 的大体积混凝土旌 上方 式 ，即 以自密实混凝土在堆石体 中流动 充满堆石体形成完整 的混凝土 ，简称堆 石混凝土．文中简述 了堆石混凝土 的优 点 ，介绍了堆石混凝土试验 ，试验 结果 证 明自密实混凝土在堆石体 中有 良好 的 流动性能，利用 自密实混凝土填充堆石 体 ，可 以得到具有 良好密实性和高强度
湿沙层积方法及应用对象
湿沙层积方法及应用对象湿沙层积是一种通过水流输运沉积物质，形成层状结构的方法。
它可以模拟自然界河流、湖泊、海洋等水体中的沉积过程，适用于地质学、海洋学和工程学等领域的研究。
下面将详细介绍湿沙层积的原理、方法以及应用对象。
湿沙层积的原理主要基于颗粒物质在水流中的输运和沉积。
在实验过程中，首先将颗粒物质（通常为砂）混合到水中，形成悬浮液。
然后，通过水流的作用，悬浮液中的颗粒物质在特定的装置中沉积下来，形成层状结构。
该实验过程可以模拟自然界中水体中的沉积过程，提供了重要的研究工具。
湿沙层积的方法主要包括水槽法和旋转桶法。
水槽法是将混合悬浮液倾斜倾斜灌入长条形的水槽中，水流将颗粒物质沉积在槽底，形成一层一层的沉积层。
旋转桶法是将混合悬浮液注入一个旋转的桶内，水流通过旋转的作用将颗粒物质沉积在桶底，形成层状结构。
湿沙层积的应用对象主要有以下几个方面：1. 地质学研究：湿沙层积可以模拟地质过程中的沉积作用，对地质学研究具有重要意义。
通过湿沙层积实验，可以模拟各种不同的沉积环境，如河道、湖泊、海洋等，研究不同环境下的沉积特征、沉积速率等地质过程。
2. 海洋学研究：湿沙层积可以模拟海洋环境中的沉积过程，研究海底沉积物的形成和演化。
通过湿沙层积实验，可以模拟海洋中的水流作用、潮汐作用、浪碎作用等影响因素，研究海洋沉积物的分布、粒度组成等特征。
3. 工程学研究：湿沙层积可以模拟工程建设中的水土流动和沉积过程，为工程设计提供依据。
通过湿沙层积实验，可以研究河流、湖泊、水库等水体中的泥沙运移规律、泥沙淤积和冲刷等问题，对水利工程、港口工程等的设计和施工具有重要意义。
4. 环境科学研究：湿沙层积可以模拟自然环境中的水土流动和沉积过程，研究环境变化对沉积物质的影响。
通过湿沙层积实验，可以研究土壤侵蚀、土地退化以及河流、湖泊等水体的水质污染等问题，为环境保护提供科学依据。
总之，湿沙层积是一种重要的实验方法，可以模拟自然界中的水体沉积过程，适用于地质学、海洋学、工程学和环境科学等领域的研究。
水利工程中存在的泥沙灾害及对策
研究背景
我国水库淤积至少呈现以下两个特点：
（1）水库淤积现象普遍。 无论是北方还是南方，无论是多沙的黄河流域还是含沙量较少的长江、珠江 等流域，都不同程度地存在水库淤积问题。据长江水利委员会水文局1994年7月 的长江上游地区水库统计资料，截至20世纪80年代末，嘉陵江流域内已建成各 类水库4542座，总库容56.10亿m3，年淤积率约为0.86%。根据1990~1992年黄河 流域的水库泥沙淤积调查，至1989年全流域共有小（一）型以上水库601座，总 库容522.5亿m3，淤损库容109.0亿m3，占总库容的21%。 （2）中小型水库淤积问题突出。 国内550余座有淤积资料的水库统计表明，中小水库的泥沙淤积速率一般较 大型水库高出50~237%，北方严重水土流失区的中小型水库淤积速率尤甚。如 ，陕西省杏河水库两年建成，而仅一年就被淤满；马家湾水库总库容750万m3 ，兴利库容300万m3 ，已淤积43万m3 ；白家坪水库库容240万m3 ，已淤积230万 m3 ；延安王瑶水库淤积也十分严重，总库容 2.03亿m3 ，淤积已占总库容的 44.5%（高志科，2001）。
泥沙危害的防治措施
5.1.1 泥沙颗粒的净水沉速 泥沙的沉速一般是指单粒泥沙在静止、等温、广域清水中自由 下降的平均速度。泥沙颗粒的净水沉速根据在水中的自由沉降可以 分为层流、过渡和紊流三种状态。层流区的泥沙颗粒大多是扁平的 盘状黏粒和由多面组成的杂角形粉粒，它们的沉速显著小于等容的 球体。过渡区的泥沙是常见的各种粗细不同的沙子，沙子的形状变 化较大，相同的等容粒径，因形状各异，其沉速大小之比可达1.5倍 。紊流区的泥沙是自由可动的，颗粒运动的轨迹因其形状的不同而 复杂多变。
水库泥沙淤积状况 全世界年均库容损失约 450 亿 m3，占水库剩余库容的 0.5~1% ，我国水库年淤损率为世界之最，高出世界平均值的 2~3 倍，如 表 1.1 所示。
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０ ６ ４７ ６１ １ ６ ５ ０ ７ ・２ ５
对 高压 喷射灌浆 防渗 技术在 三峡工程一 期土石围堰 中的成 功应用作了全面 的介 绍，详细阐述 了其施 工布置、施工主要 参 数、施 工程序和施 工方法 ．工程实践 证 明高压 摆喷防渗技术 在三 峡全风化花 岗岩 中是 切实可行 的，防渗 可以得到保 证．该技术的成功应用 为相 关工程提供 了借鉴和参考 ．表 ３参 ３ 关键词 ：三 峡工程 ；高压喷射灌 浆；土 石 围堰
印ｐ ｃｔ ｎ［ ， ／ ｉ ｉ ｆ ａ ｏ 刊 中］ 贾金 生（ 中国水利水 电科学研究 院，北京 １０ ４ ） ０ ０ ４ ，马锋玲 ， 李 新 宇 ， 陈祖 坪 ，水利 学 报 ． ０ ６ ／ 一２ ｏ ，
（） ７ ～ ５ ２ ５． —５ ８ ８
大 中型水 电工程施工场 内物料最优运输 方案分析 ＝Ｓ ｈｍｅａａｙｉ ｏ ｔ ｚｔ ｎ ｃｅ ｌ ｓ ｐ ｍ ａ ｏ ｎ ｓ ｉ ｉ ｉ
０１１７ ６６４２ ５ ０・ ５ ７ ３
胶凝砂砾石坝材 料特性研 究及工程 应用
＝ ｔ ｄ ｎ ｍａ ｒａ ｈ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｏ ｅ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｔｉｌ ｃ ａ ｃｅ ｔ ｆ ｃ — ｅ ｒ ｉ ｃ
ｍｅ ｔｓ ｄｇ ａ ｅ ｄ ｍ ａ ｄ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｎ－ａ －ｒ ｖ ｌ ａ ｎ ｎ ｅ ｅ ｎ ｎ ｉ维普资讯
中国学术期刊文摘 关键词 ：全局优化 ；钢衬钢筋 混凝土 ； 压力管道 ；最大裂缝 宽度
０ １ １ ６ ６６４６ ５ ０ ・２ ７ ５
２０ ０ ６年 １ 卷 第 １ ２ ６期 关键词 ：水火 电联合系统 ；水轮机 ；调 速系统 ；振荡模式
失稳
０１１６ ６６４ ９ ５ ０ ・２ ７ ５
高 压喷 射 灌 浆防 渗技 术 在三 峡 工程 中
的应 用 ＝ｍｐ ｒｉｕ ｅ ｈ ｉｕ ｆｈｇ ． Ｉ ｅｖｏ ｓｔｃｎｑ ｅ ｏ ｉｈ
ｐ ｅ ｓ ｒ ｇ ｎ ｔ ａ ｐ ｉ ｄ ｏ ｈ ｅ ｇ ｒ ｅ ｒｓｕｅ ｕ ｉ ｅ ｐ ｌ ｔ ｔｒ ｅ ｏｇ ｓ
ｓ ｉｍｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｏ ｒ ｓｒ ｓ ｅ ｑ ｅ ｕ ｔ ｅ ｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ｆｐ ｅ ｔ ｓ ｄ ａ ｕ ｄ ｃ ｅ
该文采用半解析有 限元法建立 了用于 ｕ 型薄壳渡槽稳定性分析 的柱壳有 限条元 模 型， 推导 出了稳 定性 问题 的特 征方程， 确定了渡槽结构 失稳 的临界应力 ，编 制 了相应的计算程序 ．通 过与简支 的单 向 受压板和四边简支单 向纯弯板的稳定性 问题 的理论解 的对 比，验 证 了模型 的合 理性和 精确 性 ．计算结 果说明， 以结构 的最 大压 应 力 小 于失 稳 临 界应 力 为准 则 ，可对预应力 ｕ 型薄壳渡槽稳定性进 行判 断．图 ４参 １ ２ 关键词 ：ｕ 型薄壳渡糟 ；预应力；柱壳 有 限条元法 ；稳定性分析 ；临界应力 ；
该文阐述 了胶凝砂砾 石坝 的起源和发展 情况 ．根据福建 街面 水 电站下游 围堰 的 施工要求 ，即施 工期作为挡水堰 ，运 行 期作为量水堰， 设计 了围堰坝体的断面 ， 对 堰体 的应力、 定和 渗流进行 了分析， 稳 提 出了材料 的性 能参 数要求 ，并探讨 了 胶凝砂砾石材料 的渗 透溶蚀性能 ．研 究 结果表 明，采用 当地 天然砂砾石 ，掺入 水泥和粉煤灰各 ４ ｋ ／ ，其 １０ ｄ龄 ０ ｇ ｍ ８ 期抗压 强度 等级可达到 Ｃ ．，并满足 围 ７５ 堰 的力学、稳定 、防渗和 抗溶蚀要求 ， 缩短 了工期，降低 了造价 ．图 ４表 ７参
ｏ ｔ ｆ ｒ ｒ ｓ ｏ ｔｔ ｎ ｆ ｎ ａ ｐ ｒ ｉ ｏ ｗｏ ｋ ａｏ ｒ ｍａ ｅｉ ｉ ｔｒａ ｎ ｌ
随机波 浪作用下大直径薄壁 圆筒防波堤
的 动 力 分 析 模 型 ＝ ｎ ｍ ｃ ｅｐ ｎｅ Ｄｙ ａ ｉ ｒｓｏ ｓ
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０ １ １ ７ ６６４ １ ５ ０・ ５ 水 利 工 程 施 工 ７ ３
电学院土木工程系 ， 郑州 ４ ０ １） ５０ １，张多 新，白新理 ，王清 云∥ 水利 学报 ． ０ ６ —２ ０ ，
（） ０ ９ ～０ ０ ５． ５ ８ ６ ２ —
预应 力渡槽 的竖 向振动特性和地震反应
＝ ｒｉａ ｄ ｎ ｍｉ ｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ａ ｄ Ｖｅ ｔ ｌ ｃ ｙ ａ ｃ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｓ ｎ ｉ
旰Ｕ ，中］ 楼梦麟（ ／ 同济大 学土木工程防 灾 国家重点实验室 ， 上海 ２ ０ ９ ） 洪婷 ０ ０ ２， 婷 ，朱玉 星， 利 学报 ． ０ ６ ４． ／ 水 —２ ｏ ，（） 一
４ ６ ４２ ３～ ４
ｐｏｅｔ ［ ，中］ 孙开畅（ ｒｊｃｔ 刊 ／ 三峡大学土木 水 电学院 ，宜 昌 ４ ３ ０ ） ４ ０ ２，孙志 禹／ ／ ＝峡 大学学报 （ 自然科学版） ０ ６ ２ （） ． ０ ， ８２． —２ 一
９ ｌ ～ ｌ
首先建 立了考虑预应 力影响的渡槽竖 向 地震反应分析的变系 数微分方程 ．然后 应 用模 态摄动法和振 型叠加法 ，提 出了 预应力渡槽 竖向动力特性 和地震反应的 计算方法 ． 最后通过典 型工程实例分析 ， 讨 论了渡槽 竖向地震 反应 分析 中的预应 力和槽 内水体对渡槽 动力特 性和抗震性 能的影响及 渡槽竖 向高阶振型对 渡槽地 震反应 的贡献等 ．算例 结果表 明，施加 预 应力使渡槽 的 自振频率 升高、抗震能 力 增强，渡槽 的竖 向地震 反应 中高阶振 型的贡献可以忽 略，槽 内水体对渡槽的 自振特性和地震反应有很 大影响．在 渡 槽 的抗震设计 中应考虑渡槽 竖 向地震 反 应 的影响 ．图 ９ ８ ８ 表 参 关键词 ：渡槽 ；预应力 ； 自振特性 ；地 震反应
对 高压 喷射灌浆 防渗 技术在 三峡工程一 期土石围堰 中的成 功应用作了全面 的介 绍，详细阐述 了其施 工布置、施工主要 参 数、施 工程序和施 工方法 ．工程实践 证 明高压 摆喷防渗技术 在三 峡全风化花 岗岩 中是 切实可行 的，防渗 可以得到保 证．该技术的成功应用 为相 关工程提供 了借鉴和参考 ．表 ３参 ３ 关键词 ：三 峡工程 ；高压喷射灌 浆；土 石 围堰
印ｐ ｃｔ ｎ［ ， ／ ｉ ｉ ｆ ａ ｏ 刊 中］ 贾金 生（ 中国水利水 电科学研究 院，北京 １０ ４ ） ０ ０ ４ ，马锋玲 ， 李 新 宇 ， 陈祖 坪 ，水利 学 报 ． ０ ６ ／ 一２ ｏ ，
（） ７ ～ ５ ２ ５． —５ ８ ８
大 中型水 电工程施工场 内物料最优运输 方案分析 ＝Ｓ ｈｍｅａａｙｉ ｏ ｔ ｚｔ ｎ ｃｅ ｌ ｓ ｐ ｍ ａ ｏ ｎ ｓ ｉ ｉ ｉ
０１１７ ６６４２ ５ ０・ ５ ７ ３
胶凝砂砾石坝材 料特性研 究及工程 应用
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ｍｅ ｔｓ ｄｇ ａ ｅ ｄ ｍ ａ ｄ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｎ－ａ －ｒ ｖ ｌ ａ ｎ ｎ ｅ ｅ ｎ ｎ ｉ维普资讯
中国学术期刊文摘 关键词 ：全局优化 ；钢衬钢筋 混凝土 ； 压力管道 ；最大裂缝 宽度
０ １ １ ６ ６６４６ ５ ０ ・２ ７ ５
２０ ０ ６年 １ 卷 第 １ ２ ６期 关键词 ：水火 电联合系统 ；水轮机 ；调 速系统 ；振荡模式
失稳
０１１６ ６６４ ９ ５ ０ ・２ ７ ５
高 压喷 射 灌 浆防 渗技 术 在三 峡 工程 中
的应 用 ＝ｍｐ ｒｉｕ ｅ ｈ ｉｕ ｆｈｇ ． Ｉ ｅｖｏ ｓｔｃｎｑ ｅ ｏ ｉｈ
ｐ ｅ ｓ ｒ ｇ ｎ ｔ ａ ｐ ｉ ｄ ｏ ｈ ｅ ｇ ｒ ｅ ｒｓｕｅ ｕ ｉ ｅ ｐ ｌ ｔ ｔｒ ｅ ｏｇ ｓ
ｓ ｉｍｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｏ ｒ ｓｒ ｓ ｅ ｑ ｅ ｕ ｔ ｅ ｓ ｃ ｒ ｓ ｏ ｓ ｆｐ ｅ ｔ ｓ ｄ ａ ｕ ｄ ｃ ｅ
该文采用半解析有 限元法建立 了用于 ｕ 型薄壳渡槽稳定性分析 的柱壳有 限条元 模 型， 推导 出了稳 定性 问题 的特 征方程， 确定了渡槽结构 失稳 的临界应力 ，编 制 了相应的计算程序 ．通 过与简支 的单 向 受压板和四边简支单 向纯弯板的稳定性 问题 的理论解 的对 比，验 证 了模型 的合 理性和 精确 性 ．计算结 果说明， 以结构 的最 大压 应 力 小 于失 稳 临 界应 力 为准 则 ，可对预应力 ｕ 型薄壳渡槽稳定性进 行判 断．图 ４参 １ ２ 关键词 ：ｕ 型薄壳渡糟 ；预应力；柱壳 有 限条元法 ；稳定性分析 ；临界应力 ；
该文阐述 了胶凝砂砾 石坝 的起源和发展 情况 ．根据福建 街面 水 电站下游 围堰 的 施工要求 ，即施 工期作为挡水堰 ，运 行 期作为量水堰， 设计 了围堰坝体的断面 ， 对 堰体 的应力、 定和 渗流进行 了分析， 稳 提 出了材料 的性 能参 数要求 ，并探讨 了 胶凝砂砾石材料 的渗 透溶蚀性能 ．研 究 结果表 明，采用 当地 天然砂砾石 ，掺入 水泥和粉煤灰各 ４ ｋ ／ ，其 １０ ｄ龄 ０ ｇ ｍ ８ 期抗压 强度 等级可达到 Ｃ ．，并满足 围 ７５ 堰 的力学、稳定 、防渗和 抗溶蚀要求 ， 缩短 了工期，降低 了造价 ．图 ４表 ７参
ｏ ｔ ｆ ｒ ｒ ｓ ｏ ｔｔ ｎ ｆ ｎ ａ ｐ ｒ ｉ ｏ ｗｏ ｋ ａｏ ｒ ｍａ ｅｉ ｉ ｔｒａ ｎ ｌ
随机波 浪作用下大直径薄壁 圆筒防波堤
的 动 力 分 析 模 型 ＝ ｎ ｍ ｃ ｅｐ ｎｅ Ｄｙ ａ ｉ ｒｓｏ ｓ
ａ ａ ｙ ｉ ｍｏ ｅ ｏ ｇ ｎ ｌ ｓ ｄ ｌ ｒ ａ ｅ￣ ａ ｔｒｃ ｌ ｄ ｒ ｓ ｆ ｌ ｒ ｍｅ ｙｉ ｅ ｅ ｎ
０ １ １ ７ ６６４ １ ５ ０・ ５ 水 利 工 程 施 工 ７ ３
电学院土木工程系 ， 郑州 ４ ０ １） ５０ １，张多 新，白新理 ，王清 云∥ 水利 学报 ． ０ ６ —２ ０ ，
（） ０ ９ ～０ ０ ５． ５ ８ ６ ２ —
预应 力渡槽 的竖 向振动特性和地震反应
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旰Ｕ ，中］ 楼梦麟（ ／ 同济大 学土木工程防 灾 国家重点实验室 ， 上海 ２ ０ ９ ） 洪婷 ０ ０ ２， 婷 ，朱玉 星， 利 学报 ． ０ ６ ４． ／ 水 —２ ｏ ，（） 一
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ｐｏｅｔ ［ ，中］ 孙开畅（ ｒｊｃｔ 刊 ／ 三峡大学土木 水 电学院 ，宜 昌 ４ ３ ０ ） ４ ０ ２，孙志 禹／ ／ ＝峡 大学学报 （ 自然科学版） ０ ６ ２ （） ． ０ ， ８２． —２ 一
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首先建 立了考虑预应 力影响的渡槽竖 向 地震反应分析的变系 数微分方程 ．然后 应 用模 态摄动法和振 型叠加法 ，提 出了 预应力渡槽 竖向动力特性 和地震反应的 计算方法 ． 最后通过典 型工程实例分析 ， 讨 论了渡槽 竖向地震 反应 分析 中的预应 力和槽 内水体对渡槽 动力特 性和抗震性 能的影响及 渡槽竖 向高阶振型对 渡槽地 震反应 的贡献等 ．算例 结果表 明，施加 预 应力使渡槽 的 自振频率 升高、抗震能 力 增强，渡槽 的竖 向地震 反应 中高阶振 型的贡献可以忽 略，槽 内水体对渡槽的 自振特性和地震反应有很 大影响．在 渡 槽 的抗震设计 中应考虑渡槽 竖 向地震 反 应 的影响 ．图 ９ ８ ８ 表 参 关键词 ：渡槽 ；预应力 ； 自振特性 ；地 震反应