03起动流速
第四节河流泥沙的运动
第四节河流泥沙的运动第四节河流泥沙的运动⼀、推移质运动推移质的运动来源于床⾯泥沙的起动。
当床⾯泥沙起动达到⼀定程度后，床⾯会出现起伏不平的沙波，⽽沙波运动⼜往往是推移质运动的主要形式。
因此，在介绍推移质运动时，往往需要涉及到河床泥沙的起动、起动流速及沙波运动的相关概念。
1.泥沙的起动流速设想床⾯为泥沙组成且具有⼀定厚度，在这种⽔槽中施放⽔流，使⽔流的速度由⼩到⼤逐渐增加，直到使床⾯泥沙(床沙)由静⽌转⼊运动，这种现象称为泥沙的起动。
泥沙颗粒由静⽌状态变为运动状态的临界⽔流条件，称为泥沙的起动条件。
泥沙的起动条件常⽤起动流速Uc表⽰，它相当于床⾯泥沙开始起动时的⽔流平均流速U。
对于天然沙，其起动流速常由下式计算：U c = 4.66131hd（3-3）式中，d为泥沙粒径；h为⽔深。
适⽤范围：d>0.15~0.2mm。
泥沙的起动流速是关系到河床冲刷状态的重要判据，因此，对它的研究具有重要的理论与实践意义。
例如，在研究坝下游河床冲刷时，⾸先需计算河床泥沙的起动流速。
当河道实际⽔流流速U超过床沙的起动流速Uc时，就可判定，河床就会被冲刷；反之，河床就不会发⽣冲刷。
河床在冲刷过程中，⽔深随之增加，流速降低，当发展到⽔流条件不⾜以使床⾯泥沙继续起动时，冲刷便会⾃动停⽌。
再如，组成河床的泥沙粗细不均时，则细的颗粒被⽔流优先冲⾛，粗的颗粒留下来逐渐形成⼀层抗冲覆盖层，冲刷逐渐停⽌下来。
河床冲刷前的⾼程与冲刷终⽌后的⾼程之差，即为河床的冲刷深度。
下⾯举例说明泥沙起动流速公式的具体实际应⽤⽅法及其意义。
算例：已知某⽔库下游河段河床沙质组成，河宽B=200m, 过⽔⾯积A=500m2，床沙平均粒径d=5.5mm, 问当⽔库下泄流量Q=500m3/s时,河床会否发⽣冲刷？可能冲深多少？解：（1）判断河床会否发⽣冲刷？V = Q/A = 500/500 = 1.0 m/sH = 500/200 = 2.5 m由沙莫夫公式Vc= 4.6d1/3H1/6 = 4.6×（5.5×10-3）1/3×2.51/6= 0.946 m/s∵ V > Vc，∴河床会发⽣冲刷。
基于FVCOM的连云港海域泥沙模拟实验本科毕业论文 精品
本科毕业设计 (论文)基于FVCOM的连云港海域泥沙模拟实验Three-Dimensional Numerical Simulation Experiments of Sediment in Offshore Area of Lianyungang Based on FVCOM学院：测绘工程学院专业班级：海洋技术海洋091学生姓名：学号：指导教师：2013 年 6 月淮海工学院本科生毕业设计（论文）诚信承诺书1.本人郑重地承诺所呈交的毕业设计（论文），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。
2.本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。
3.本人承诺在毕业设计（论文）选题和研究过程中没有抄袭他人研究成果和伪造相关数据等行为。
4.在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
毕业设计（论文）作者签名：年月日基于FVCOM的连云港海域泥沙模拟实验摘要：本文运用FVCOM，依据水文实测资料，建立了连云港海域泥沙颗粒示踪模型，对海州湾开展了三维泥沙验证，结果基本满意。
该应用模型通过粒子示踪法研究粘性泥沙的分布特征，成功再现了海州湾泥沙的运动轨迹。
实验发现：随着涨落潮流、粒子沿着大致呈东南——西北向移动。
在26h后，该粒子在120.092°E，34.462°N附近水下0.6-2 m处垂直方向上进行周期约为M2的上下运动。
在前20h中，粒子在以零基准面做垂向运动，垂向运动的幅度约1.6m，此后，粒子在24h下沉到水下2m处，以1.3m深度为轴做垂向运动，垂向运动幅度约2.6m。
尽管模拟精度达不到平面二维模型的水平，但通过进一步大量的实测数据检验，本模型可为以后研究工作的开展提供参考，具有较好的运用前景。
关键词：FVCOM；潮流泥沙；海州湾；三维模拟Three-Dimensional Numerical Simulation Experiments of Sediment in Offshore Area of Lianyungang Based on FVCOMAbstract: The region across the Haizhou Bay is one of the most economically developed areas in China．There are lots of projects constructed in the Haizhou Bay，which change the transport of current and sediment in the water area．The sediment transport in the Haizhou Bay，a huge tidal estuary，is very complicated due to the effects of river runoff，wave and tide．The cohesive sediment is reciprocating its motion under the force of tide flow．With the hydraulic and coastal engineering construction，more precise research products are needed．In this paper，a 3D current and sediment model is established through FVCOM．The measured data of the current and sediment in the Haizhou Bay are collected to test the model，and the simulating process is generally consistent with real data．The sediment transport with tide current during spring tide period is simulated，then planar and vertical sediment distribution are obtained in the study．Although the precision is not as good as the planar 2D model，it is an important attempt to model 3D sediment transport in a huge tidal estuary．The model can be applied to analyze the engineering 3D effect on the territorial waters through ongoing improvement．There are broad application prospects in exploitation and protection of water ecology．Keywords:FVCOM ；cohesive sediment; Haizhou Bay; 3D simulation目录1 绪论 (1)1.1引言 (1)1.2研究的目的与意义 (1)1.3国内外研究的进展 (2)1.4本文的工作 (3)2 FVCOM模式简介 (4)2.1 模式特点 (4)2.2 泥沙模型FVCOM-SED介绍 (5)2.3 控制方程组 (5)2.4 边界条件 (6)2.5 三角形网格的设计 (7)3 模型的配置与验证 (8)3.1 模型配置 (8)3.2 模型结果验证 (11)4 FVCOM模式的泥沙流动数值模拟分析 (14)4.1 泥沙输送 (14)4.2 小结 (15)5 总结与展望 (15)5.1 本文泥沙模拟研究的主要结论 (15)5.2存在问题 (15)5.3 工作展望 (16)致谢 (17)参考文献 (18)1 绪论1.1 引言近几十年以来，随着我国在长江、黄河以及其它各个流域研究工作的开展，长江三峡工程、黄河小浪底工程等都取得了诸多成就。
申菱空调BHM03控制器操作使用说明书
申菱空调BHM03控制器操作使用说明书申菱空调BHM03控制器操作使用说明书一、产品概述申菱空调BHM03控制器是一款高性能的空调控制设备，适用于申菱空调产品系列。
本控制器具有多种功能和操作方法，能够满足用户对空调的各种需求。
二、操作界面1.主界面：进入控制器后，默认显示主界面，主界面包括室内温度、设定温度、风速、工作模式等信息的显示区域。
2.操作按键：控制器上配有相应的操作按键，包括开/关机、温度调节、风速调节、模式切换等，通过按键操作可以实现对空调的各项功能控制。
三、功能介绍1.开/关机功能：按下开机按键，控制器将向空调发送开机信号，空调开始运行。
按下关机按键，控制器将向空调发送关机信号，空调停止运行。
2.温度调节功能：通过温度加/减按键，可实现对设定温度的调节，控制空调的制冷或制热功能。
3.风速调节功能：通过风速调节按键，可实现对空调送风的风速调节，包括低速、中速、高速以及自动调节等选项。
4.模式切换功能：通过模式切换按键，可实现对空调的工作模式切换，包括制冷、制热、除湿、通风等模式。
5.定时开关功能：控制器支持设置定时开关功能，用户可以根据需要设定开机和关机的时间，空调将在设定的时间自动开关机。
四、操作步骤1.开机操作：按下开机按键，空调开始运行，显示屏上显示当前室内温度和设定温度。
2.温度调节操作：通过温度加/减按键，可调节设定温度，控制空调的制冷或制热功能。
3.风速调节操作：通过风速调节按键，可切换空调送风的风速，包括低速、中速、高速和自动调节等选项。
4.模式切换操作：通过模式切换按键，可切换空调的工作模式，包括制冷、制热、除湿、通风等模式。
5.定时开关操作：按下定时开关按键，进入定时开关设置界面，根据提示进行定时开关的设置。
五、附件本文档附带申菱空调BHM03控制器的产品说明书、安装指南以及相关软件。
六、法律名词及注释1.设定温度：用户通过控制器设置的期望室内温度。
2.送风风速：空调吹出的风的强弱程度，通常包括低速、中速、高速和自动调节等选项。
河流泥沙动力学习题及答案
河流泥沙动力学习题1.某河道悬移质沙样如下表所列。
要求：（1）用半对数坐标纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线，求出d 50、d pj 、ϕ（2575d d =）的数值。
（2）用对数概率坐标纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线，求出d 50、ϕ的数值。
（3）用方格纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线。
解：根据题意计算出小于某粒径之沙重百分数，列表如上。
（1）、半对数坐标纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线从下述半对数坐标纸上的粒配累计曲线上可查得中值粒径mm 054.050=d ，mm 075.075=d ，mm 041.025=d 。
平均粒径：069.01008675.6141141==∆∆=∑∑==i ii iipj pdp d ，非均匀系数：353.1041.0075.02575===d d ϕ。
半对数坐标纸上的沙重百分数p的分布图2468101214161820220.010.11粒径（mm）沙重百分数（%）半对数坐标纸上的粒配累积分布曲线1020304050607080901000.010.11粒径（mm）小于某粒径之沙重百分数（%）（2）、对数概率坐标纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线 （3）、方格纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线方格纸上的沙重百分数p的分布图24681012141618202200.050.10.150.20.250.3粒径（mm）沙重百分数（%）方格纸上的粒配累积分布曲线10203040506070809010000.050.10.150.20.250.3粒径（mm）小于某粒径之沙重百分数（%）2.已知泥沙沉降处于过渡区的动力平衡方程式为（ω可查表）：223231)(ωρωρυγγd K d K d K s +=-令上式为 A=B+C要求计算并绘制d ～C B C +及d Re ～CB C+的关系曲线。
2020年注册公用设备工程师(给水排水)《专业知识考试(下)》真题及详解
2020年注册公用设备工程师（给水排水）《专业知识考试（下）》真题及详解一、单项选择题（共40题，每题1分，每题的备选项中只有1个符合题意）1．城市供水管网中设置水塔的作用，以下哪项说法是错误的？（）A．可以调节二泵站供水量与用户用水量之差B．可以提高水泵效率，节省二泵站的电耗C．可以减小管网最高日最高时的设计流量D．可以减少最高日最高时二泵站的供水水量【答案】C【解析】A选项，主要任务是调节二级泵站供水流量和管网实际用水量之间的差异。
B选项，设置水塔的给水系统，二级泵站可以分级运行。
C选项，管网的最高日最高时设计流量由用户决定。
D选项，当城市管网内设有水塔（或高位水池）的时候，在最高日最高时用水的条件下，水塔作为一个独立的水源，和二级泵站一起共同向管网供水。
2．关于城市供水系统中清水池和水塔容积，以下哪项说法是错误的？（）A．清水池的调节容积是根据最高日平均时供水量及二泵站的供水曲线计算确定的B．水塔的调节容积是根据二泵站的供水曲线与用户用水量曲线计算确定的C．城市供水系统中清水池与水塔调节容积之和是常数D．确定水塔容积时，需要考虑储存消防用水量【答案】C【解析】A选项，清水池用来调节一级泵站供水量和二级泵站送水量之间的差值。
清水池调节容积根据水厂净水构筑物的产水曲线和二级泵站的送水曲线计算，一级泵房和水厂内的净化构筑物通常按照最高日平均时流量设计。
B选项，水塔的调节容积根据水厂二级泵站的送水曲线和用户的用水曲线计算。
D选项，水塔（高位水池）的主要作用是调节二级泵站供水量和用户用水量之间的差值，同时备用一部消防水量。
3．关于输水管网的下列说法，正确的是哪项？（）A．管网布置成环状不仅可以提高供水的可靠性，也可以减轻因水锤对管网产生的危害B．枝状管网末端可能出现水质变差，主要原因是水流单向流动、水锤作用较大导致管垢脱落C．枝状管网供水的可靠性较差，管网中任一管段损坏时，会导致整个管网断水D．企业内的生产用水管网和生活用水管网必须分别设置【答案】A【解析】A选项，环状管网中任一段管线损坏时，可以关闭附近的阀门，然后进行检修，水还可以从另外管线供应用户，从而增加了用水的可靠性。
zdk-03技术参数
zdk-03技术参数
标题：ZDK-03技术参数详解
引言：
ZDK-03是一种常见的技术设备，广泛应用于各个领域。
本文将对ZDK-03的技术参数进行详细解析，以帮助读者更好地了解和应用该设备。
正文内容：
1. 设备概述
1.1 设备类型
1.2 设备用途
1.3 设备结构
2. 电气参数
2.1 额定电压
2.2 频率范围
2.3 额定电流
2.4 功率因数
2.5 耗电量
3. 机械参数
3.1 尺寸和重量
3.2 工作温度范围
3.3 防护等级
3.4 噪音水平
3.5 运行稳定性
4. 功能参数
4.1 测量精度
4.2 响应时间
4.3 输出接口
4.4 数据存储容量
4.5 软件支持
5. 安全参数
5.1 防护装置
5.2 过载保护
5.3 绝缘电阻
5.4 短路保护
5.5 火灾风险评估
总结：
ZDK-03是一种功能强大的技术设备，本文通过对其技术参数的详细解析，使读者对该设备有了更全面的了解。
了解设备的概述、电气参数、机械参数、功能参数和安全参数对于正确操作和有效应用该设备至关重要。
希望本文能够帮助读者更好地理解和应用ZDK-03设备。
一种有压流下细颗粒泥沙起动试验方法
一种有压流下细颗粒泥沙起动试验方法
李华勇 1，陈远中 2，陈 槐 3
（1. 江西省港航建设投资集团有限公司，江西 南昌 330008；2. 深圳市公明供水调蓄工程管理处，广东 深圳 518036； 3. 南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210029）
摘要：本文提出了一种有压流下细颗粒泥沙起动时刻定量判别与起动流速测量的方法。结合可升降水塔、钢化玻
第 19 卷 第 3 期
中国水利水电科学研究院学报
2021 年 6 月 Journal of China Institute of Water Resources and Hydropower Research
Vol.19 No.3 June，2021
03第3次课(第3章：起动流速)
对天然沙，上式可简化为
Uc
0.43d
3
/
4
0.7 e4
1.1 d
1/ 2
h1/ 5
公式单位除D、δ以mm计，其它量的单位为kg、m、s制。
式中：δ为薄膜水厚度，取δ＝0.0001mm； e为孔隙率，其稳定 值为0.4。
24
3.2.2 均匀沙非粘性泥沙的起动流速公式
为
m
1
d 0.06
（3-19）
4.7 h
' s
：考虑空隙在内的床面泥沙的实际干密度；
；
' s0
：床面泥沙达到密实后的稳定干容重，
其
值为1.6t/m3。
C： 粘结力系数，C 2.842 104 N / m
22
3.2.1.3 窦国仁公式
认为粘结力应由水对床面颗粒的下压力及颗粒间的分子引 力两部分组成。
大量起动
P3 P ub uc uc ub 1.37uc 0.1585
7
3.2 均匀沙的起动条件 建立泥沙起动公式的一般步骤 第一步，确定作用力的表达式； 第二步，根据起动模式，确定起动临界条件下力的平衡方 程式； 第三步，推导泥沙起动公式的一般结构形式；
第四步，通过实验确定公式中的待定系数，得泥沙起动条 件的计算公式。
s
gh
ha
1/
2
（3-11）
18
3.2.1.1
张瑞瑾公式
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
Uc
C1
h d
m
s
钱塘江河口细颗粒泥沙起动流速研究
水
度 ， 现水槽 内水位 高度 的无级调 节 。 实
道
港 口
第 ３ 卷第 ５ １ 期
为便 于放 置原 型沙并模 拟真 实床面情 况 ， 槽试 验段用 有机玻璃 垒 出一块长 ４ｍ、 ０８ｍ、 ００ 在水 宽 ． 高 ． ｍ ８ 梯形 平 台 ， 台上 根据 原 型沙 的不 同样 本形 状 ， 平 开挖 长方 形 凹槽 或 圆形 凹槽 。 沙表 面用 推板 抹 平 ， 泥 使泥 面
第 ３ 卷第 ５期 １
２１ 年 ｌ 月 ００ ０
水
道 港 口
Ｖｏ ＿ Ｎｏ５ ｌ ３１ ． ０ｃ． ０１ ｔ２ ０
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｅ ｗａ ｎ ｒ ｏ ｏ ｒ ａ ｔ ｒ ｙ ａ ｄ Ｈａ ｂ ｒ ｏ Ｗ
钱 江 细 粒 沙 动 速 究 塘 河口 颗 泥 起 流 研
底 沙 和悬 沙差 异较 小 ， 以细粉 砂 为 主 ， 中值 粒径 一 般为 Ｏ０ — ．４ｍ 分选 良好 ， ．２ ００ ｍ， 由于 河 床滩 槽 组 成物 质 经 过 长期往 返搬 运 分选 ， 乏粘 性颗 粒 ， 冲能力低 ， 冲易淤 。 文在 泥 沙水槽 试 验 的基础 上 ， 缺 抗 易 本 根据 钱 塘江 河 口实测含 沙量 与流 速过程 资 料 ， 析钱 塘江河 口泥 沙 的起 动 流速 ， 分 供工 程应 用参考 。
基金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 （０ ７ １３ ； 家 水体 污 染 控 制 与 治 理 科 技 重 大 专 项 （ ０ ９ Ｘ ７ ２ ） 国 家 自然 科 学 青 年 基 国 １７２ ６ ）国 ２ ０ Ｚ ０ ４４ ； 金 （ ００ ０ ７ ４８６３ ）
省人大调研组赴宁波调研《浙江省水资源管理条例》执行情况
省人 大调研 组赴 宁波调研 《 浙江省水 资源管理条例》执 行情况
２ １ 年 ９月 １日至 ３日，省人大常委会委员 、农业与农村委员 会副 主任 汪志芳 ，全 国政协委员 、省水 利厅原副 厅长黄 ００ 建 中等一行赴宁波 、慈溪调研 《 浙江省水 资源管理条例》 （ 以下 简称 《 条例》 ）执行情 况。宁波市人 大城建农资 环保 工委主 任史明华 、副主任高明政 ，宁波市水利局副局长倪 勇康 、慈溪市副市长严新 章等 分别 陪同。 在 甬期间 ，调研组一行先后实地考察 了宁波工业 水厂、慈溪市上林 湖水 库水源保 护工程 、曹娥 江至慈溪 引水工程 和慈 溪市围涂工程 ，分别听取 了宁波市政府 和慈溪市政府关于贯彻执行 《 条例》情况 的汇报 ，并进行 了充分 的交流 。 《 条例》颁布实施 以来 ，宁波市积极贯彻落实 ，水资源法律 法规 和规划 体系逐 步 完善 ，水 资源开 发利用 更加科 学 ，水 资源的配置调度更加有效 ，水资源节约保护逐步推进 ，水资源管理得到进一 步加强 ，水利 服务经济社 会可持续 发展水平进 步提升 。调研组对宁波市所取得 的成绩给予 了充分 的肯定 ，同时对下一 步工作提 出了建议 ：① 加强水资源保 护 ，提高水 功能区达标 率 ；②加强地 下水 管理 ，全面完成省政府禁限采任务 ；③加强 节水工作 ，稳 步推进节水 型社会建设 ；④ 加强水 资源论证 ，积极 开展 规划 水资源论证工作 。 根据省人大常委会 ２１ 年工 作部署 ，今年 ８月至 ９月 ，省人大农 业与农 村委 员会决定 开展 《 例》执行情 况的 调研。 ００ 条 其 目的是深入 了解近 年来 全省 《 条例》贯彻执行情况 ，总结经验 ，分析存在 的问题 ，提 出对 策建议 ， 促进 《 条例》 全面贯 彻落实 ，为 浙江经济社会 可持续发展 提供水资源保障 。 摘 自浙 江水利 网
斜坡上非均匀沙分组起动流速
作者 简介 ：吴
岩 （９５ １８一
） ，女 ，博 士研 究生 ，ｗｕａ＠ｔ ． ｕｃ． ｙｎ ｊ ｅ ． ｕｄ ｎ
通 讯 作者 ：白玉川 ，ｙｈ ａ ｊ． ｕｃ． ｃｂｉ ｕｅ ． ＠ｔ ｄ ｎ
天
津
大
学
学
式中 为粒径分组数 、 非均匀沙在床面位置 的分布较 为复 杂［－］其 相对暴 露度 仍定 义为 １１． ５６
Ｄ ：＿ ｎ
将泥 沙 分 为粗 颗粒 、 中等颗 粒 和 细颗 粒 ，３种 不 同粒 径 的数 学期 望分 别为
当Ｄ≥ｒ４ ＝ ．Ｄ时为粗颗粒， ｔ ／： ７６ ｌ ４ 有
＝
对于非均匀沙 ， 一般按实测床沙级配资料 ， 定义 其概 率 函数 为
＝
ＰＤ‘ ’ Ｄ ＜ ＝ＰＤ 】 ， ［ 卜 ≤ Ｄ‘］ ［ ＝ ’
．
（） ３
１ 理 论 分 析
１１ 暴露 度分析 ． 目前非 均 匀沙起 动规 律研 究 中 ， 表示 泥 沙之 间的
式 中 ： ， 床 沙 级 配 ， 第 ， 粒 径 的 泥 沙 为 即 组
ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈｅ ｓ ｄ ｍ ｅ ｔｓｒ ｓ ｔ ｔ ｓｏ ｉ ｅ ｅ ｔｓｏ ｅ ， ｏ ｌ ｇ ｍ ｏ ｅ ｓａ ｏ ｔ ｄ ｔ ｏ ｄ ｃ ｅ ｒ ｔ ｅ ｕ － ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ｔｅ ｓｓ ａｅ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｌ ｐ ｓ ａ ｒ ｌ ｎ ｄ ｌ ｉ ｗａ ｄ ｐ ｅ ｏ ｃ ｎ ｕ ｔａ ｔ ｏ ｅｉ ｄ ｄ ｃ ｈ ｃ
忽略 泥沙 颗粒 自重 沿水 流方 向的分力 ， 就会 有一 定 的
及桥梁冲刷、 水环境保护等方面与泥沙起动均有密切
基于模糊理论的无黏性均匀沙起动流速研究
１ 基于确定性方法的均匀沙起动 流速公式
’
。Ｆ ：Βιβλιοθήκη 厂（） ７ 将式 （ ） 式 （ ） ５ 、 ６ 代入式 （ ） 并令 ７，
Ｋ １＝ （ Ｄ Ｏ。 ２ＣＳ ＋ Ｃ Ｃ ａ Ｏ ｎ２ ｉ ） 一 Ｄ Ｌ Ｄｌ ｓ ａｓ Ｌｉ ｎ卢
。
ｔ
Ｌ ｎ ２ ｉ ａ＋ ２ ｓ ２ｓ ＣＳ Ｄｉ ｎ Ｏ （） ８
从理论上来说 ， 当水 流达到某 一强度 时 ， 均匀沙颗 粒就会
Ｆ ＝缸 Ｍ ｓ一 ） Ｍ （
（） ４
在水流的驱动下由静 止开始运动 ， 实际情况并非如此 。受颗 但 粒本身性质（ 如形状和位置等 ） 以及水流紊动的影响 ， 水流作用 力也存在着紊动性 ， 加之均匀沙起动标准 的制 定和执 行 中也存
（） １ （） ２ （） ３
ｃ Ｄ
作者简介 ： 钟亮（９ Ｏ ） 男， １８ 一 ， 江西赣州人 ， 博士研 究生， 主要
研 究 方 向 为港 口 、 海岸 及 近 海 工 程 。
＝ ｗ ｓ—ｙ Ｄ （ ）
维普资讯
・
３ ２・
使均匀沙颗粒在 水流 流速低于这个 流速时全部静止 ， 而高于这
个流速时全部运 动是不可能的 。泥沙起 动具有随机性 ， 用确定 性方法建立 的起 动流速公 式所依 据的数 量关系不 可能是精 确 的， 而只能是近似 的。因此 ， 笔者将 模糊数 学方 法引入均 匀沙
为均匀沙和水 的容重 ； 为均匀沙颗粒 的相对暴 露度 ， 为均匀 分布 ， ０ １４≤ ≤ ：计算 中取其均值 Ｅ（ 且 ．３ １ ， ）＝０ ５ ７ ．６ 。
（ 重庆 交通大 学 河海 学院， 重庆 ４ ０ ７ ） ００ ４
赤水河河口回水变动区航道整治模型试验经验总结
赤水河河口回水变动区航道整治模型试验经验总结赵连白，张秀芹，张波，马殿光（交通部天津水运工程科学研究所，天津300456）摘要：根据赤水河河口水文条件、泥沙运动、河床组成以及几个不同碍航特点的浅滩整治，在河床演变分析、模型设计、模型试验条件和整治工程等方面进行技术总结，为支流河口回水变动段的航道整治研究提供经验和借鉴。
关键词：赤水河口；航道整治；回水变动段中图分类号：U617.3文献标识码：A文章编号：1005-8443（2005）S0-0049-06赤水河河口段上起贵州赤水市，下迄四川合江县，全长约54km 。
其中楚滩到合江为河口淤沙段，为模型试验范围，全长约26km 。
本河段地处低山丘陵地段，多年来河段内无明显的累积性冲刷或淤积现象，基本处于冲淤相对平衡状态。
该段年内洪水期由于受长江顶托影响，致使本河段洪水期流速很小，从而造成大量的泥沙淤积，个别浅滩主航道甚至全部淤塞。
在长江退水过程中，由于退水时间短，退水后赤水河的流量小，而难以及时将淤沙冲走，造成中枯水出浅碍航。
目前赤水河口段航道等级为Ⅵ级（航道尺度为0.8～0.9m ×25m ×250m ），现行的航道已难以适应经济发展的需要。
为此，贵州省委托我所对该河段进行航道整治工程方案试验研究，以解决中枯水时期因泥沙淤积而带来的碍航问题，使整治工程后达到V 级航道尺度标准（航道尺度为1.3m ×25m ×250m ）。
1河段概况1.1概况本河段地处山区丘陵地段，具有山区和平原河流的共同特征。
一方面，水位流量过程陡涨陡落，洪枯水水位变幅可18.5m ，流量变幅可达300倍，体现了山区河流特点；另一方面，河段内没有急流险滩，水流平缓，枯水期平均水面比降0.32‰，中下段（新开滩以下）为沙质河床，没有明显的深槽，滩槽差较小，边滩和深泓线多变，体现出了较为明显的平原河流特点。
本河段淤沙主要集中在香炉滩以下河段，其中香炉滩～新开滩11km 河段，枯水期河段平均比降0.5‰，河段内的滩险经过1974～1978年整治以后，航道尺度达到或超过了VI 航道标准，枯水期航道比较稳定。
50年来泥沙研究所主要研究进展
第6卷 第3期2008年9月中国水利水电科学研究院学报Journal of China Institute of Water Resources and Hydropo wer ResearchVol .6 No .3September ,2008收稿日期:2008-07-30文章编号:1672-3031(2008)03-0170-1350年来泥沙研究所主要研究进展韩其为,胡春宏(中国水利水电科学研究院泥沙研究所,北京 100044)摘要:50年来,泥沙研究所几代科技人员勤奋工作,兢兢业业,对我国工程泥沙问题进行了大量针对性的研究,为一些重大工程提供了技术支撑。
在三门峡、小浪底和三峡水库上下游的泥沙问题解决,黄河和长江等河道演变研究和治理、黄河口演变和治理等,无不包含着我所职工的心血。
不少科研人员,在所里组织和个人自觉开展相结合的形式下,不间断地开展泥沙运动基本理论研究,经过一批研究人员的艰辛努力,研究成果颇为丰硕,如浑水异重流、泥沙运动随机理论、非均匀悬移质不平衡输沙、高含沙水流、水库淤积及河床演变等理论成果,其中一些达到了国际先进甚至领先水平,为将我院提升为国际一流科研机构做出了重要贡献。
关键词:河流泥沙;河床演变;河道治理;水库;工程泥沙中图分类号:TV14文献标识码:A1 前言泥沙研究所(原名河渠所)成立于1956年,主要从事大江大河的治理开发和大型水利、水电、火电和核电工程中有关泥沙问题的研究,重点研究泥沙运动基本理论、河床演变、江河治理、工程泥沙、河流模拟理论与技术、土壤侵蚀与水土保持、泥沙灾害与防治、泥沙配置与综合利用等。
50多年来,承担的科研项目遍布全国主要江河流域和重大水利水电工程,特别是在黄河与长江治理、三门峡、三峡和小浪底等大型水利工程建设方面,围绕泥沙处理的“难点”问题,做了大量科学研究工作,取得了许多有价值的创新成果,对促进我国水利水电事业的发展发挥了重要作用。
经过50多年的发展,在泥沙基本理论和江河治理技术方面整体居于国际先进水平,部分达到国际领先水平,共获国家和省部级科技进步奖45项。
第二章、推移质运动
三、无粘性均匀沙的起动拖曳力公式 ——希尔兹曲线及其修正
这以后，大量的科研工作者做过泥沙 起动研究补充了许多点子，得到一条泥沙 起动拖曳力的带，与原始曲线有两点不同： ① 当沙粒雷诺数小于2以后，希尔兹并无 实验点子，故与D无关的式子不足为据。 根据新的试验资料来看，在这一沙粒雷诺 数范围内，τc/(γS-γ)D 与(U*D/ν)0.3成反比。
§2—1 泥沙的运动形式
主要运动形式
悬移质：细颗粒，连续运动
悬浮于水中 ♥ 并在水流方向与水流以同样速度前进的泥 沙
♥
推移质：粗颗粒，间歇运动
在河底附近 ♥ 以滚动、滑动、跳跃或层移形式前进 ♥ 其速度远小于水流速度的泥沙
♥
§2—1 泥沙的运动形式
钱宁将推移质分成几种叫法：
接触质——泥沙开始时是向前滑动，在 滑动的过程中，由于河床表面高低不平， 往往会转化为滚动，但不论是哪一种运动 形式，它们在运动中经常与河床保持接触， 因此称之为接触质。
二、无粘性均匀沙的起动流速公式
W a3 ( S ) D
3
a3沙粒的体积系数，a3= π /6 γS沙粒的容重
二、无粘性均匀沙起动流速公式
如沙粒采取滚动形式起动，则起动 临界条件的动力平衡方程为
K1D FD + K2D FL = K3DW 式中K1D、K2D、K3D为FD、FL、W 的相应力臂，（如图 2-2）
m m
代入前式
m
则
S h UC gD D
η 为综合系数
二、无粘性均匀沙起动流速公式
综合系数η只有通过起动流速的试 验资料反求。 沙莫夫根据试验求得η=1.144，m=1/6。
S h U C 1.144 gD D
无粘性泥沙颗粒起动流速公式探讨
1 泥沙起动临界状态的判别
由于泥沙初始位置、运动状态、沙粒组成的随机 性，其造成了确定泥沙颗粒起动条件的困难性，目前 还无一致的启动标准。参考克雷默（H.Kramer）[2]的 定性标准，以起动流速作为判别条件，定义了如表 1 静止、弱动、普动 3 种起动状态。
表 1 起动状态与流速的关系
所以由式（1）（2）（3）（11）得：
（8）
令
f2(α) =
f sin α + cos α sin α - f cos α
，对其求导得：
f
′2(α)
=
(
f
-f 2 - 1 cos α - sin
α)2
（9）
明显 f ′2(α) <0 恒成立，原函数在区间内单调 递减。所以当 α = α1 时，f2(α) 取最大值，当 α = 90°
时取最小值。
水生态环境
［文章编号］1002—0624（2019）03—0052—02
东北水利水电
2019 年第 3 期
无粘性泥沙颗粒起动流速公式探讨
嵇光阳，何文社
（兰州交通大学 水利水电工程系，甘肃 兰州 730070）
［摘 要］文章从无粘性泥沙颗粒起动的特点出发，在颗粒粒径相差不大的基础上，参考前人的泥沙起动临界状
令
f1(α) =
cos α - f sin α f cos α + sin α
，对其求导得：
（5）
f
′1(α)
=
(
f
-f 2 - 1 cos α + sin
α)2
（6）
明显 f ′1(α) <0 恒成立，原函数在区间内单调 递减，所以当 α =0°时，f1(α) 取最大值，α = α1 时，
弥河朐山拦河闸床沙砾石不冲流速分析
[２０]
ꎮ
起动流速的研究是对均匀沙进行的ꎬ 而实际上
泥沙是非均质的ꎬ 即其粒径是有一定范围的ꎬ 是不
同粒径的混合沙 [２１] ꎮ 对非均匀沙的不冲流速ꎬ 当
－
粒径范围较窄时ꎬ 可以采用平均粒径 ｄ 作为代表粒
径ꎬ 而直接采用均匀沙的公式进行计算ꎬ 此时误差
瑾
[１２]
、 唐存本
[１３]
、 沙玉清
[１４]
、 张瑞
与张红武公式 [１５] 等ꎮ
通过验证ꎬ 张瑞瑾、 沙玉清与张红武公式计算结果
同实测结果较为接近ꎬ 可用来计算天然河流泥沙不
来代替ꎬ 变换为下式:
ρ
Ｕ０ ＝ １ ５１ æ ｓ － １ öｇｄ ｈ
èρ
ø
ｄ
÷
( )
１/６
(２)
式中ꎬ ρ ｓ —土粒比重ꎻ ρ —水比重ꎮ 若土粒比重取
为极软岩ꎮ 分布连续ꎬ 层厚不均匀ꎬ 厚度 ２ ２０ ~
２ ７０ｍꎬ 层底高程 ５９ ４５ ~ ６５ ８０ｍꎮ
层⑤强风化玄武岩 ( Ｎ２ ｙ) : 黑绿色ꎬ 灰褐色ꎬ
主要矿物成分斜长石、 辉石ꎬ 风化强烈ꎬ 不均匀ꎬ
岩体破碎ꎬ 呈碎块状结构ꎬ 岩芯呈碎块状ꎮ 分布连
续ꎬ 层厚 较 均 匀ꎬ 厚 度 ２ ２０ ~ ３ ００ｍꎬ 层 底 高 程
１/７
æｈö
ρ
Ｕ０ ＝ １ ８３ æ ｓ － １ öｇｄ ç － ÷
èρ
ø èｄø
ç
÷
(４)
后经补充长江中下游实测沙质推移质等资料ꎬ
得到长江中下游床沙质修正起动流速经验公式:
ρ
Ｕ０ ＝ １ ４７ æ ｓ － １ öｇｄ ｈ
第二章、推移质运动
河海
13.15h U C 1.28(lg ) gD D95
二、无粘性均匀沙的起动流速公式
这类公式较多，对无粘性均匀沙研究 较多，也较成熟。虽然还存在不同形式的计 算公式，但计算结果相差不大，精度也较高。
共同点 UC= f(D,h)
三、无粘性均匀沙的起动拖曳力公式 ——希尔兹曲线及其修正
从上述公式可知，粒径D越大，起动流速越大， 也就是说泥沙颗粒越难以起动。但根据实际的资料， 发现当泥沙粒径小到一定程度后，细颗粒泥沙也难 以起动。对于这一现象的解释目前还存在不同的看 法，一部分研究者认为，在床面附近存在着一层很 薄的边界层流层，当泥沙颗粒很细时就有可能部分 或全部浸没在边界层流层内，从而使得泥沙颗粒受 到边界流层的隐蔽作用，使起动变得困难。根据这 一设想，就产生了另一类型的起动公式，其代表就 是希尔兹起动切力（拖曳力）公式。
§2—1 泥沙的运动形式
推移质与悬移质间的差别
运动规律不同
♥
♥
受力不同 运动速度不同 推移质直接消耗水流的机械能 悬移质仅消耗水流的紊动动能（转化为热能）
能量来源不同
♥
♥
对河床作用不同
§2—2 泥沙的起动
起动条件：床面上的泥沙颗粒由静止状 态变为运动状态的临界水流条件称为泥沙 的起动条件。 起动流速; 起动切应力（起动拖曳力）； 起动功率。
§2—1 泥沙的运动形式
推移质运动的分类
接触质
滚动或滑动的泥沙 ♥ 在运动中始终保持与床面接触
♥
跃移质
在床面附近 ♥ 以跳跃形式前进的泥沙
♥
层移质
河床表层以下的泥沙 ♥ 将成层移动或滚动
♥
§2—1 泥沙的运动形式
跃移质、接触质、层移质统称为推
第3章 河工模型试验汇总
➢ 进行选沙计算：
假设选用 不同重度 的模型沙
计算
绘图
d gb t1
s 和 d gb t1 的关系曲线
确定模型沙的种类和粒径
39
3.4 推移质动床模型设计
➢ 水槽预备试验：主要是进行起动流速和糙率的试验
➢ 输沙量、时间比尺确定与调整：
9
正态模型设计实例
模型设计
1、由于场地限制，取模型平面比尺为：l 100
2、按惯性力重力比相似要求：
u
1/ l
2
10
3、流量比尺
Q
5/2 l
100000
10
正态模型设计实例
4、按阻力重力比相似要求：
n
1 6 l
2.15
由此求得模型糙率为：
上游： nm 0.0232 ~ 0.0371
下游： nm 0.0107 ~ 0.0186
0.96
19
变态模型设计实例
本河段枯水期的原型糙率为0.0204~0.0329，中洪水期 的原型糙率为0.0206~ 0.0255，要求模型糙率为：
枯水期： nm 0.0212 ~ 0.0342 中洪水期： nm 0.0214 ~ 0.0266
其中较大糙率出现在深槽部分，采取分段加糙办法， 除深槽部分采用直径为25mm的卵石梅花加糙外，其余 散铺10~15mm小卵石。因模型河段断面宽深比较大，仅 考虑河床糙率相似，河岸糙率相似未作单独考虑。
z 1 h
uh 1 l
又假定εz等于水流动量交换系数εm， 即
z m ukz
取 1 、k 1 ，又 u ghJ ，可得：
1/ 2
悬移相似条件
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（3-10）
取
y d
近底作用流速与平均流速的关系式
ub
1
m
mU
d h
m
将上式代入（3-7）式
1
1
ub
ubc
2K3a3 K1CDa1 K2CLa2来自2sgd
K4a4 K3a3
d1 d
s
gh
ha
2
Uc
C1
h d
m
s
gd
C2
d1 d
s
gh
ha
1/
2
（3-11）
18
3.2.1.1 张瑞瑾公式 5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
3.2.1.1 张瑞瑾公式
1. 张瑞瑾关于粘结力形成的观点：
张瑞瑾认为细颗粒之间的粘结力主要是因为存在于 颗粒之间的薄膜水（吸附水膜）不传递静水压力所 引起的。
P
P
P
P
12
3.2.1.1 张瑞瑾公式 2. 张瑞瑾粘结力的数学表达式
粘结力与下列因素有关： ①与沙粒间的空隙厚度关系很大，空隙越小，粘结力越大。
d1 d
s
gh
ha
2
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
（3-7）
u
um
y h
m
（3-8）
U
1 h
h 0
um
y h
mdy
um 1 m
um 1 mU
（3-9）
17
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
u
um
y h
m
um 1 mU
点流速与垂线平均流速的关系
u 1 m y mU
K1d FD K2d FL K3d W K4d N
（3-5）
16
4. 用近底作用流速表示的起动流速公式
1
1
ub
ubc
2K3a3 K1CDa1 K2CLa2
2
s
gd
K4 K3a3
N
d 2
2
（3-6）
1
1
ub
ubc
2K3a3 K1CDa1 K2CLa2
2
s
gd
K4a4 K3a3
1
3.1 泥沙起动的随机性和起动判别标准
3.1.1 泥沙起动的随机性 1 、当着眼于一颗特定泥沙的起动时，由于流速和拖 曳力的脉动，起动具有随机性；
2、 当着眼于特定床面多颗泥沙的起动时，则除流速 和拖曳力脉动外，还受颗粒的大小、形状及位置差异 的影响，起动更具有随机性。
2
3.1 .2 泥沙起动的判别标准 1 定性标准
分别表示个别起动、少量起动、大量起动的临 界状态。
6
2、定量标准（窦国仁方法）
窦国仁取
ub uc 3 ub、uc 2 ub、uc ub
分别表示个别起动、少量起动、大量起动的临 界状态。
相应于上述三种运动强度的起动概率P为：
个别起动 少量起动
P1 P ub uc uc 3 ub 2.11uc 0.0014 P2 P ub uc uc 2 ub 1.74uc 0.0228
沙粒间的空隙厚度又可假定与颗粒粒径的s次方成正比。 即粘结力与颗粒粒径的s次方成反比。
N d1 s d
13
2. 张瑞瑾粘结力的数学表达式 粘结力与下列因素有关： ② 与颗粒之间水膜的有效接触面积成正比，
颗粒间公共水膜的面积可用沙粒在水平面上的投影 来表示，
N d2
14
2. 张瑞瑾粘结力的数学表达式 粘结力与下列因素有关：
大量起动
P3 P ub uc uc ub 1.37uc 0.1585
7
3.2 均匀沙的起动条件 建立泥沙起动公式的一般步骤 第一步，确定作用力的表达式； 第二步，根据起动模式，确定起动临界条件下力的平衡方 程式； 第三步，推导泥沙起动公式的一般结构形式；
第四步，通过实验确定公式中的待定系数，得泥沙起动条 件的计算公式。
8
3.2 均匀沙的起动条件
床面泥沙颗粒的受力情况
水流方向
FD
K2D
o K4D K3D
N
W
FL
K1D
促使泥沙起动的力：推力FD和举力FL 抗拒泥沙起动的力：重力W和粘结力N
9
粘结力 当泥沙粒径很细，颗粒间的空隙非常小，沙粒表面包裹着一 层吸附水膜，其厚度一般为0.25～0.5μm，当两颗泥沙相 接触时，各吸附水膜形成公共水膜。这样颗粒间会由于分子 的引力产生一种力，这种力称为粘结力。
①、无泥沙运动（静止） ②、轻微的泥沙运动（弱动） ③、中等强度的泥沙运动（中动） ④、普遍性的泥沙运动（普动）
目前实验室将弱动即很少量的泥沙在运动作为泥沙起动 的判别标准。
3
2、定量标准（窦国仁方法）
窦国仁考虑了水流脉动对起动的影响，但不考虑床沙粗细及 其所在位置对起动流速的影响，得出相应于弱动（个别起 动）、中动（少量起动）和普动（大量起动）三种运动强度 的起动概率。
4
2、定量标准（窦国仁方法）
ub 瞬时底流速，其分布符合正态分布， uc 为起动底流速， uc 为时均起动底流速， ub 为瞬时底流速的均方差。
在河床附近瞬时底流速的均方差稍大于时均起 动底流速的1/3， ub 0.37uc
5
2、定量标准（窦国仁方法）
窦国仁取
ub uc 3 ub、uc 2 ub、uc ub
③与沙粒所受的铅直下压力成正比。
若令h代表水深，ha代表与大气压力相应的水柱高度，
N (h ha )
N d1 s d
N d2
N
a4d
2
d1 d
s h
ha
（3-4）
15
3.起动临界条件下力的平衡方程式
水流方向
FD
K2D o
K4D K3D
K1D
N
W
FL
如泥沙起动按滚动模式考虑，则表达颗粒临界起动条件 的动力平衡方程式为
Uc
C1
h d
m
s
gd
C2
d1 d
s
gh
ha
1/
2
（3-11）
其中
1
C1
1
1
m
m
2K3a3 K1CDa1 K2CLa2
2
C2
K4a4 K3a3
19
3.2.1.1 张瑞瑾公式
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
10
床面泥沙颗粒的作用力的表达式
推力和举力实质上是绕流阻力在水平方向和垂直方 向的分力。
FD
CD
d 2
4
ub2
2
CDa1d 2
ub2 2g
（3-1）
FL
C
L
d
4
2
ub2
2
CLa2d 2
ub2 2g
（3-2）
重力
W a3 s d 3
（3-3）
粘结力N?
11
3.2.1 均匀沙散粒体及粘性泥沙的 统一起动流速公式
第3章 泥沙的起动
1、泥沙的起动：在一定的条件下，床面泥沙由静止转 为运动的现象。
2、泥沙的起动条件：泥沙颗粒由静止状态转为运动状态
基 本
时的临界水流条件，称起动的条件。
概
念
3、起动流速：当用水流垂线平均流速来表示起动条件时，
该流速称为临界起动流速。
起动条件可用起动流速或起动拖曳力表示。
4、起动拖曳力：当用水流剪切力表示起动条件时，该剪 切力称为起动拖曳力。