治河卷及答案1

试卷代号：7869 座位号

河南广播电视大学2006—2007学年度第二学期期末考试

治河及工程泥沙试题

一、名词解释：（每题6分，共30分）

1、侵蚀模数M——侵蚀模数M表示流域水土流失的程度，等于流域上每平方公里地面每年冲蚀的泥沙数量，用t/km2a表示。

2、中值粒径—-—在泥沙粒径级配曲线上，对应于累积频率50%的泥沙粒径称为中值粒径，表示比它大和小的泥沙重量各占50%。

3、扬动流速——把泥沙从推移质运动转变为悬移质运动的临界水流流速称为扬动流速

4、高含沙水流——一般认为，当挟沙水流的含沙量和泥沙颗粒组成（特别是d＜0.01mm细颗粒所占百分数）使挟沙水流的物理特性、运动特性和输沙特性等都发生根本改变，不再遵循牛顿内摩擦定律，这种挟沙水流称为高含沙水流。

5、造床流量——指塑造河床形态的特征流量，其造床作用相当于多年流量过程的综合造床作用，或者说是反映最持久、影响最强的某个特征流量

二、不定项选择题:在下列各题的备选答案中选择1至4个正确的,多选、少选、错选均不得分.每题4分，共20分）

1、根据细颗粒泥沙在水中对应于一定沉降速度表示的泥沙粒径称为（ C ）

A、等容粒径

B、算术平均粒径

C、沉降粒径

D、筛孔粒径

2、无坝取水工程引水口的位置适宜设在（ B ）

A、直线河段

B、弯曲河段凹岸

C、弯曲河段凸岸

D、游荡河段

3、影响河段河床变形的主要因素是（ ACD ）其中（）是决定性因素。

A、进口水沙条件

B、河段内水深

C、出口水沙条件

D、边界条件

4、判断泥沙起动的临界水流条件是（ A C ）

A、起动流速

B、扬动流速

C、临界起动拖曳力

D、止动流速

5、泥沙沉降的形态有下列几种形式（ B C D ）

A、加速沉降

B、层流沉降

C、紊流沉降

D、过渡沉降

三、根据题目要求解答下列各题：(每题10分，共50分)

1、为什么沉降粒径又称为水力粗度？

答：对于粒径小于0.1mm的泥沙难以筛分，只能采用水析法测定其在静水中的沉降速度，再换算成对应的粒径称为沉降粒径。泥沙颗粒越粗沉降速度越快，故称为水力粗度。

2、河流中沙波的形成和发展经历哪些阶段？对应的水流有什么特点？

答：河道中的沙波运动形态随水流强度的增大，经历了“形成→发展→消亡→再形成”的发展过程。

（1）平整床面：水流强度较弱，流速小于泥沙起动流速时，床面处于静平整阶段。

（2）沙纹：当流速大于起动流速，沙粒开始运动并逐渐发展为有规则的沙纹。沙纹尺度与水深无关，但与粒径有关。

（3）沙垄：随水流强度进一步增大，沙纹尺度不断增加，逐渐发展成为沙垄。沙垄的尺度较大并与河宽和水深有关，水面受沙垄影响而起伏，水面的波动与沙垄波形不同步。

（4）动平床：若水流进一步增强，沙垄迎流面泥沙会跃过波谷被水流带走，使沙波波高逐渐减小，波长增加，沙垄趋于衰亡，河床再次趋向平整。

（5）逆行沙波：若水流强度继续增大，水流进入急流，床面出现对称尺度较大的沙波，水面同步起伏波动。由于水流和输沙强度高，水流在沙波迎流面爬坡使泥沙淤积，沿背水面下冲造成冲刷。虽然泥沙不断向下游输移，但沙波却徐徐向上移动，故称为逆行沙波。

（6）逆波破碎：当Fr＞＞1.0时，逆行沙波进一步发展成涌浪，并出现水面破碎，床面出现急滩与深槽相间的特殊状态。最常见的还是沙纹和沙垄。

3、床沙质与冲泻质有什么区别？

答：悬移质根据粒径大小和运动形态的不同可以分为床沙质和冲泻质。（注意床沙质和冲泻质的概念及区别。）

床沙质是悬移质中较粗的部分，在河床上大量存在。在悬移质输移过程中它们经常与床面泥沙进行交换，当水流强度减弱时部分床沙质会从水中沉落到河床，当水流强度增大时又会从床面上扬起，使悬移质得到补充。它们直接参与河流的造床过程（冲刷或淤积变形），因而床沙质又称为造床质。

冲泻质是悬移质中较细的部分，在河床上几乎不存在。冲泻质在运动过程中不与床面泥沙发生交换，它随水流“一泻千里”，与河床冲淤变化没有关系，故冲泻质又称为非造床质。

因床沙质可以从本段河床中得到补充，故水流输移中多处于饱和状态，并与水流条件密切相关。由于水流挟带冲泻质的能力较强，一般上游来多少就能输送多少，同时冲泻质不能从床沙中得到补充，故在输移过程中常处于不饱和状态，其含沙量主要取决于上游流域的表面侵蚀状况。

床沙质和冲泻质又是密切相关的，在一定条件下床沙质和冲泻质可以相互转化。同一河流的不同河段或同一河段的不同时期，因水流条件的改变，床沙质和冲泻质会相互转化。

4、以三门峡工程为例说明泥沙淤积对水库的运用的影响。

答：三门峡水库位于黄河中游，是一座以防洪为主，兼顾发电、灌溉和供水的综合性水利枢纽工程。1960年9月基本建成投入使用。原设计坝高106m，总库容354亿m3，是50年代由前苏联专家援建的大型水利工程。

由于对黄河泥沙问题的严重性估计不足，1960年9月水库建成后按“蓄水拦沙”方式运用，库区淤积迅速发展，潼关河床不断抬高，在渭河口形成拦门沙，泄洪能力降低，两岸地下水位抬高，扩大了淹没和盐碱化的土地面积，危及古都西安的安全。1967年一场洪水使库区淤积20亿m3，渭河河口全部淤死，造成渭河决口，损失惨重。库区下泄清水使下游河道演变及黄河防洪大堤也出现了许多新的问题。

先后经过3次大的改建，采用“蓄清排浑”方式运用，使潼关高程逐步下降，但已无法恢复到原有高程，影响渭河行洪的问题仍是陕西省有关部门十分关注的问题。

5、水库冲淤发展平衡趋向性规律是什么？

答：水库壅水改变了水流条件，当挟沙水流进入水库，水流挟沙能力降低，泥沙要淤积。这时河床的组成、比降和形态要作相应的调整，以适应新的来流水沙条件，逐渐趋于新的输沙平衡。冲刷的过程也是如此。所以水库淤积或冲刷都是调整水流挟沙能力，使河槽适应来流水沙条件的过程。淤积总是朝着不淤积方向发展，冲刷总是向着不冲刷方向发展。输沙不平衡引起了冲淤变化，冲淤变化则是为了达到新的输沙平衡。这就是冲淤发展的平衡趋向性规律。