浅谈河流泥沙的运动规律
河流泥沙变化规律及其对环境的影响
河流泥沙变化规律及其对环境的影响河流是地球上最宝贵的自然资产之一，对于物种生态系统和人类社会有着重要影响。
河流是淡水资源的重要来源，并为农业、工业、交通、观光和娱乐等产业提供了重要的支持。
然而，河流沉积物变化的规律对环境稳定性的影响却是不可忽视的问题。
本文旨在分析河流沉积物变化的规律及其对环境的影响。
一、河流沉积物的来源和组成河流沉积物主要源于两个方面：一是岸边和河道中的岩石、石头、草木和泥土等天然物质；二是溪流中冲刷下来的泥沙和土壤以及附近地区的农业、工业和城市废水。
河流沉积物主要由砾石、沙粒、泥板、黏土和有机物质等组成。
这些沉积物可以通过人工和自然力量的运动转移到不同的地貌区域和不同的水域环境中。
沙和泥沈积是代表性的河流沉积物，在纵向分布上互相依存，沙粒沉积在上游区域，而细小的泥沙则主要在下游区域沉积。
二、河流沉积物变化的规律河流沉积物的变化与多种因素有关，包括流量、降雨、输入量、流速、沉积作用、生态因素等。
以下内容将着重探讨这些因素的影响。
1. 流量河流的流量是影响沉积物变化的重要因素。
径流量的变化不仅仅改变了输移能力、搬运才华和侵蚀能力，同时也影响了河床的粒子分选和沉积速率等物理过程。
2. 降雨降雨量会对河流搬运力造成影响，同时也会增加河流的风险。
如果降雨量小于径流量，部分水分会通过地下水层附近的地面径流来到河流中，并且水质不会因为降雨而发生明显的变化。
3. 输入量输入量包括从河床、岸边和上游输入的沉积物和生物质量等。
沉积物的输送由利用流量、悬浮物、水速、水体深度、枯水期等条件的径流来驱动。
如果输入量变化很大，则会影响底部通量的吸附和吸附过程，使它们在环境中的固定性和可行性产生变化。
4. 流速河流的流速会影响沉积物的运动和传输。
一般来说，流速越快，泥沙的径流距离越远。
在慢流的条件下，稳定地假设岸边和底端质点的间隔相等以及它们耗费同等的时间通过实际沉积物碰撞和沉积进程，也就是说在同等温度、官能群和环境下，不同的大气沉积速率下，不同的碰撞速度和沉积速度等条件下，密度初始值相同的沉积物粒径在沉积区的垂直径向分布是相同的。
河流淤积原理
河流淤积原理河流淤积是指河流中的泥沙、砾石等颗粒物质在水流作用下沉积在河道底部或两岸的现象。
这是一种自然过程，对于河流的形态和水文特征有着重要影响。
河流淤积原理是指导我们了解和预测河流淤积现象的基本理论。
河流淤积的原理可以从水动力学和沉积学两个方面来解释。
首先，水流在流动时会带动河道底部和两岸的沉积物。
当水流速度减小时，其携带能力也会减小，导致沉积物沉积在河床上。
其次，河流的淤积还与河道的形态和沉积物的特性有关。
河道的曲率、宽度和横断面形状等因素都会影响河流的水动力特征，从而影响沉积物的沉积过程。
河流淤积的过程可以分为沉积物运动和沉积两个阶段。
在沉积物运动阶段，水流的作用下沉积物被搬运到河道中的较低位置。
这个过程中，河流的水动力特征决定了沉积物的运动速度和方向。
水流速度越大，悬移质量浓度越高，沉积物的运动速度也就越快。
而在沉积阶段，随着水流速度的减小，沉积物逐渐沉积在河道底部或两岸。
这个过程中，沉积物的颗粒大小和密度决定了其沉积速度和沉积层的厚度。
河流淤积是一个动态过程，河流淤积物的形成和消失是同时进行的。
当河流的输沙量大于搬运和淤积的能力时，河道底部的淤积物将逐渐堆积起来，形成河床的升高。
相反，当河流的输沙量小于搬运和淤积的能力时，河道底部的淤积物将被侵蚀，河床的高度将逐渐降低。
这种动态平衡状态决定了河流淤积现象的周期性。
河流淤积现象对于河流的环境和生态系统有着重要的影响。
首先，河流淤积会改变河道的形态和水文特征。
河床的升高会导致河水的水位升高，增加洪水的威力和频率。
其次，河流淤积还会影响河流的水质和生物多样性。
沉积物中的有机物和污染物会对水质产生影响，而沉积物的沉积和悬浮态颗粒物的含量也会影响河流中的生物群落结构。
为了管理和保护河流资源，我们需要深入了解河流淤积原理，预测和评估河流淤积现象的发展趋势。
基于对河流淤积原理的研究，我们可以采取一系列措施来减轻淤积现象的影响。
例如，加强土壤保护，控制河岸侵蚀和河床冲刷，合理规划河道的疏浚和改道工程等。
泥沙流运动规律的研究与模拟
泥沙流运动规律的研究与模拟一、引言泥沙流是指河流中悬浮的泥沙颗粒在水流的作用下产生的一种流动形态。
泥沙流的产生对于河流的环境和生态产生了深刻的影响，因此泥沙流运动规律的研究对于水利工程、生态环境等领域具有重要的意义。
本文将对泥沙流运动规律的研究与模拟进行探讨。
二、泥沙流运动规律的研究1.泥沙流运动的分类根据泥沙流内部物理特点的不同，泥沙流运动可以分为四种类型：均匀流动、层状流动、密度流动和浅滩流动。
均匀流动是指泥沙颗粒的浓度相等，无论在垂直方向或水平方向上，泥沙流的浓度分布都呈现均匀的状态。
层状流动是指泥沙颗粒在垂直方向上存在着一定的分布，通常为浓密层和稀疏层的叠加。
密度流动是指由于泥沙颗粒的密度和水的密度存在差异而产生的流动，流经河道断面时呈俯冲形状态。
浅滩流动是指泥沙颗粒悬浮状态下流经浅滩时，泥沙颗粒会沉积在浅滩上，形成浅滩面上的泥沙流。
2.泥沙流运动的基本特征泥沙流运动的基本特征是泥沙颗粒的浓度、流速和底面负荷，而泥沙流的速度、浓度和质量通常分别用平均流速、平均浓度和流量来衡量。
在泥沙流的运动过程中，由于水流和泥沙颗粒之间相互作用，泥沙颗粒会发生弥散、沉淀和输移等一系列现象。
3.泥沙流运动的影响因素泥沙流运动的影响因素包括流量、流速、泥沙颗粒的大小、质量和型态等。
其中，流量和流速是泥沙流的重要参数，泥沙颗粒的大小、质量和型态是影响泥沙流输移和沉积特征的重要因素。
4.泥沙流运动的数学模型泥沙流运动的数学模型包括动力学模型和输移模型。
动力学模型是基于质量、动量和能量守恒原理建立的，用来描述泥沙颗粒在水流中的加速度和速度随时间的变化。
输移模型是基于泥沙颗粒在水流中的输移过程建立的，用来描述泥沙颗粒在水流中的输移路径和输移机制。
三、泥沙流的模拟泥沙流的模拟可以通过物理模型和数值模型两种方式进行。
1.物理模型物理模型是基于实验进行的，通常采用室内或室外的实验田进行模拟。
物理模型对实验条件要求较高，但实验仿真效果更加真实，并且可以对实验中各个参数进行实时监测和调节。
水文学原理-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
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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
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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。
水利工程中的泥沙运动机理
水利工程中的泥沙运动机理水利工程是指利用水资源进行工程建设，包括水库、水电站、灌溉系统等。
而泥沙运动机理是指在水利工程中，泥沙物质在水体中的运动规律和机制。
了解泥沙运动机理对于水利工程的设计和管理至关重要。
本文将讨论水利工程中的泥沙运动机理，探讨其影响因素和相应的措施。
一、泥沙的组成和来源泥沙是由岩石破碎或岩石化学风化、机械风化等作用形成的细粒颗粒物质。
它由砂粒、粘土、泥等不同颗粒大小和成分的颗粒组成。
泥沙主要来自于山区的岩石破碎、土壤侵蚀和河床的沉积物等。
在大范围的土地利用和人类活动的影响下，泥沙的来源和组成也可能发生变化。
二、泥沙运动的类型和形态泥沙的运动类型主要有悬移质运动和底床质运动。
悬移质运动是指泥沙颗粒被水流携带而悬浮在水中运动；底床质运动是指泥沙颗粒因重力或其他力的作用被推动在河床上滚动、跳跃和滑动。
泥沙在水利工程中的运动形态有河道泥沙输沙、冲淤变化，水库泥沙淤积和土石坝损坏等。
泥沙的运动形态和特点取决于其粒径、密度、含水率、粘性等物理特性以及水流的流速、流态等。
大颗粒泥沙通常在较快的水流中运动，而小颗粒泥沙则更容易悬浮在水中。
含水率高的泥沙更容易形成泥浆，而含水率低的泥沙则更易形成干沙。
三、泥沙运动的影响因素泥沙运动受到多种因素的影响，其中包括河流水流参数、河床形态、泥沙特性等。
1. 水流参数：水流的流速、流态和剪切力是影响泥沙运动的关键参数。
较快的流速和流态有利于泥沙的悬移运动，而较慢的流速和流态则促使泥沙形成沉积物。
剪切力是指水流对河床和泥沙颗粒施加的剪切作用，其大小直接影响着泥沙的运动能力。
2. 河床形态：河床的形态对泥沙运动有重要影响。
河道的宽度、深度、坡度和曲率等参数直接决定了水流速度和流态的分布。
此外，河床的粗糙度、纹理和净空率等也对泥沙运动产生影响。
3. 泥沙特性：包括泥沙颗粒的粒径分布、粒度组成、孔隙度、含水率、粘性等。
这些物理特性会影响泥沙的输运和沉积特征。
粒径较大的泥沙颗粒通常具有较好的输移能力，而较小的颗粒则更容易悬浮在水中。
河流泥沙的运动规律
浅谈河流泥沙的运动规律摘要：泥沙在河流水流的作用下，有一定的运动形式，沿河底滑动、滚动或跳跃，这种运动形式称为推移质；被水流挟带随水流悬浮前进，这种运动形式称为悬移质。
由于天然河道同一河段流速随时间、沿程发生变化，各河断及各时段在流速较小时，细沙也可呈推移质形式运动；而流速增大时，粗砂也可转化为悬移质。
因此，实际情况中推移质和悬移质处于不断调整中，情况很是复杂。
本文着重讨论了悬移质泥沙的运动规律。
由于脉动，不同瞬时或短历时测量的悬移质含沙量就不会稳定，不能反映它的变化趋势，因此，悬移质含沙量等水文要素的测量应持续一段时间，最好大一个脉动周期。
关键词：河流泥沙；运动；规律；挟沙能力；脉动中图分类号：文献标识码：a该式结构特点表明，河流流速大、泥沙颗粒小、水深浅，则挟沙能力强。
水流挟沙能力一般指各级颗粒的沙源均为充足条件下的平衡含沙量，并不代表水流的实际含沙量，各级颗粒的沙源不充足会出现非饱和输沙，条件特殊时也会出现超饱和输沙。
但是，水流挟沙能力仍是分析河床冲淤或平衡问题的常用概念，当水流挟带的悬移质泥沙超过河段的水流挟沙能力时，这个河段必将发生淤积；反之，则会发生冲刷。
2悬移质的时空分布规律2.1河流泥沙变化的影响因素河流从流域挟带泥沙的多少与流域坡度、土壤、植被、季节性气候变化，降雨强度以及人类活动等因素有关。
河流泥沙随时间的变化，也就取决于这些因素随时间的不同组合和变化。
来源于地势、地形、土壤性质和植被状况等下垫面条件不同的地区河流的洪水，挟带的泥沙将会有显著的差别，多沙河流与少沙河流与流域下垫面状况紧密相关。
另外，对于冲积性河流，其承水河床由长期冲积的泥沙构成，水流流经这样的河段，常会挟带或沉积大量泥沙。
季节性的气候变化对河流泥沙的变化也有一定的影响。
汛前由于降水少，土壤疏松、干燥、抗冲能力差，因此，初夏的暴雨洪水常挟带较多的泥沙，秋末洪水含沙量较少。
降雨强度对河流泥沙的影响是：雨强大，则侵蚀能力强，从而使河流挟带的泥沙增多。
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。
泥沙动力学——精选推荐
泥沙动力学泥沙动力学00形成原理概述河流中泥沙在水流作用下产生的各种运动。
泥沙按其在水流中的运动状态，分为推移质和悬移质。
推移质指受拖曳力作用沿河床滚动、滑动或跳跃前进的泥沙；悬移质指受重力作用和水流紊动作用悬浮于水中随水流前进的泥沙。
在一定水流条件下，这两种泥沙可以互相转化。
泥沙的起动定义泥沙的起动：指泥沙在一定水流条件下由静止转入运动。
促使水平河床上的泥沙颗粒起动的力有上举力和推移力等。
颗粒抗拒起动的力有重力、颗粒间的摩擦力和物理化学作用引起的粘结力等。
当起动的力大于抗拒起动的力时，泥沙便由静止转入运动。
泥沙起动的水流条件用起动流速或起动拖曳力表示。
起动流速指泥沙由静止到起动的临界状态下的沿断面或垂线的平均流速。
起动拖曳力指泥沙处于起动临界状态下的床面剪切力。
无粘性均匀沙起动流速与泥沙粒径成正比，粘性细泥沙起动流速与粒径成反比。
研究斜坡上粘性沙的起动，还需要考虑床面倾斜。
沙波运动沙波运动：当流速超过起动流速一定程度，推移质运动达到一定规模时，河床表面形成起伏的沙波。
沙波运动是推移质运动的主要形态。
沙波由波峰、波谷和波高等组成(见图)。
相邻两波峰(或波谷)之间的长度称为波长，波峰与波谷之间的垂直距离称为波高。
天然河道上沙波的尺度大小很不一致。
最小的沙波叫沙纹，波高约1～2厘米，波长约几厘米至十几厘米。
中等尺度的沙波叫沙垅，波高由不足 1米到2～3米，波长由几米到100米以上。
最大的沙波叫沙丘,波高一般在几米，波长可达数百米。
天然河道上的沙波运动主要指沙垅运动。
沙波表面附近的水流速度分布很不均匀，波谷处最小，波峰处最大。
水流越过波峰以后，常常发生分离现象，产生水平轴向的回流，使沙波表面附近的流速成为负值。
这样的流态使沙波迎流面成为冲刷区，背流面成为淤积区，综合作用结果使整个沙波向下游爬行。
天然河道中沙波运动总是落后于水流运动。
沙波的运动速度还没有理想的计算公式。
悬移质含沙量沿垂线的分布一般近水面含沙量小，随水深而增大。
长江口水动力学及其泥沙运输规律
长江口水动力学及其泥沙运输规律一、长江口概况：长江河口地处我国东部沿海，受到来自流域径流、泥沙和外海潮流、成水入侵、风、波浪及河口科氏力和复杂地形等绪多园了的影响，动力条件多变，泥沙输运复杂。
从陆海相互作用的角度看，长江河口至少存在几个水沙特性不同的典型河段，而每个典型河段又存在不同性质的界面，如：大通河段(潮区界)、江阴河段(潮流界)、徐六径河段(盐水入侵界)、拦门沙河段(涨落潮流优势转换界面)、口外海滨区(泥沙向海扩散的外边界和长江冲淡水扩散的外边界)。
每个典型河段及关键界而都涉及到物质和能量的传输；每个典型河段及关键界面都有其固有性质，且相互影响，可以说河口过程在很大程度上被发生在每个典型河段的界面上各种现象所制约。
二、水动力方程及验证1、长江口水动力过程的研究进展（长江口水动力过程的研究进展）在过去20多年中, 长江口水动力过程研究成果大量来自河口海岸学家、物理海洋学家、海岸工程师、环境流体力学家的文献、著作。
本文的目的是力图把这些文献(以正式发表的文献为准,不包括研究报告)汇集起来,对长江口潮流、余流、波浪、盐水入侵的研究进行总结, 究竟我们对长江口水动力过程了解多少?究竟长江口水动力过程还有哪些问题值得研究?1.1 长江口余流、环流、水团、长江冲淡水基于现场实测资料, 胡辉等1985年对长江口外海滨余流的运动变化特性进行了一定的研究。
研究结果表明: 长江口外余流约为潮流的1/ 2～1/ 5 , 上层余流以向东为主, 中层余流多偏北, 底层余流有偏西的趋势。
径流是长江口外上层余流的重要组成部分,并以冲淡水的形式存在; 中、下层余流则与台湾暖流的顶托和牵引有关。
王康、苏纪兰1987年研究了长江口南港的横向环流、垂直环流及其对悬移质输运的影响。
在前人基础上导出了长江口相对观测层次的物质断面传输公式,增加了反映环流及振荡切变的各种相互关系的有关项。
基于现场观测资料,Wang等1990年研究了长江口水团、长江冲淡水团等的基本特征。
浅谈河流泥沙的运动规律
浅谈河流泥沙的运动规律摘要：泥沙在河流水流的作用下，有一定的运动形式，沿河底滑动、滚动或跳跃，这种运动形式称为推移质；被水流挟带随水流悬浮前进，这种运动形式称为悬移质。
由于天然河道同一河段流速随时间、沿程发生变化，各河断及各时段在流速较小时，细沙也可呈推移质形式运动；而流速增大时，粗砂也可转化为悬移质。
因此，实际情况中推移质和悬移质处于不断调整中，情况很是复杂。
本文着重讨论了悬移质泥沙的运动规律。
由于脉动，不同瞬时或短历时测量的悬移质含沙量就不会稳定，不能反映它的变化趋势，因此，悬移质含沙量等水文要素的测量应持续一段时间，最好大一个脉动周期。
关键词：河流泥沙；运动；规律；挟沙能力；脉动该式结构特点表明，河流流速大、泥沙颗粒小、水深浅，则挟沙能力强。
水流挟沙能力一般指各级颗粒的沙源均为充足条件下的平衡含沙量，并不代表水流的实际含沙量，各级颗粒的沙源不充足会出现非饱和输沙，条件特殊时也会出现超饱和输沙。
但是，水流挟沙能力仍是分析河床冲淤或平衡问题的常用概念，当水流挟带的悬移质泥沙超过河段的水流挟沙能力时，这个河段必将发生淤积；反之，则会发生冲刷。
2悬移质的时空分布规律2.1河流泥沙变化的影响因素河流从流域挟带泥沙的多少与流域坡度、土壤、植被、季节性气候变化，降雨强度以及人类活动等因素有关。
河流泥沙随时间的变化，也就取决于这些因素随时间的不同组合和变化。
来源于地势、地形、土壤性质和植被状况等下垫面条件不同的地区河流的洪水，挟带的泥沙将会有显著的差别，多沙河流与少沙河流与流域下垫面状况紧密相关。
另外，对于冲积性河流，其承水河床由长期冲积的泥沙构成，水流流经这样的河段，常会挟带或沉积大量泥沙。
季节性的气候变化对河流泥沙的变化也有一定的影响。
汛前由于降水少，土壤疏松、干燥、抗冲能力差，因此，初夏的暴雨洪水常挟带较多的泥沙，秋末洪水含沙量较少。
降雨强度对河流泥沙的影响是：雨强大，则侵蚀能力强，从而使河流挟带的泥沙增多。
第3章 河流泥沙的运动形式优秀PPT
0.06的泥沙颗粒
0.06的泥沙颗粒
§ 3-2 高含沙量水流运动和异重流运动
上述划分方法主要针对冲积平原河流的一般情 况。实际上，泥沙还有两种特殊的运动方式， 即高含沙量水流运动和异重流运动。
➢（1）高含沙量水流运动 所谓高含沙水流，——是指水流挟带的泥沙颗 粒非常多，含沙量很大，以至于该挟沙水流在 物理特性、运动特性和输沙特性等方面基本杰 不再像一般挟沙水流那样用牛顿流体进行描述。
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①、接触质 以滑动、滚动形式运动的、经常与床面保持接触的泥 沙称为接触质。接触质在推移质中为数不多。
②、跃移质 在床面附近以跳跃形式前进的泥沙，称为跃移质。跃 移质是推移质运动的主要形式。
③、床面层 在流速较低时，对于同一种河床组成物质来说，其接 触质和跃移质的运动范围，仅限于河床表层以上大约 1-3倍泥沙粒径的区域内，这一区域称为床面层。
第三章 河流泥沙运动形式
§3-2 高含沙量水流运动和异重流运动
➢ （2）异重流 异重流运动——是指这样一种运动，两种或两种以上
• 数量少，在运动河流泥沙中，推移质在总输沙率中所占比 重较小。
• 消耗时均能量，直接消耗水流的时均能量，增加水流阻力。
第三章 河流泥沙运动形式
§3-1 床沙质与冲泄质
推移质与悬移质的概念
➢悬浮运动、悬移质（悬沙）
悬浮在水中运动，速度与水流速度基本相同的运 动状态称为悬浮运动，这一类泥沙称为悬移质。
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第三章 河流泥沙运动形式
§3-1 床沙质与冲泄质
推移质与悬移质的概念
➢ 推移质运动特点：
• 间歇性，泥沙一颗一颗地沿河床滚动，滚一阵，停一阵， 呈间歇性；
• 置换性，运动着的泥沙与静止的泥沙，经常彼此置换； • 速度小，前进的速度，远较水流速度小； • 跳跃性，有时也跳跃前进，但跳跃的高度离河床不远。
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。
河流泥沙运动规律与河道治理
河流泥沙运动规律与河道治理引言河流是地球上最为重要的水系之一，承载着大量的水资源和泥沙。
然而，由于人类活动的影响，许多河流面临着严重的河道淤积和泥沙问题。
了解河流泥沙运动规律，并采取有效的河道治理措施，对于保护河流生态环境，维护人类利益具有重要意义。
一、河流泥沙运动规律1. 影响河流泥沙运动的因素河流泥沙运动的规律受多种因素的共同作用，其中包括水流流速、水位高度、河床坡度、泥沙颗粒大小等。
这些因素相互影响，共同决定了河流泥沙运动的强度和方向。
2. 泥沙输运方式河流泥沙的输运方式主要分为泥沙悬浮输运和底沙推移输运两种。
泥沙悬浮输运是指泥沙颗粒悬浮在水中，随水流运动；底沙推移输运则是指泥沙颗粒沉积在河床上，随着水流推移。
3. 泥沙运动的空间分布河流泥沙运动的空间分布通常不均匀，多数泥沙聚集在河底陡坡处，形成河床淤积。
同时，在河流拐弯处和河床凹地也容易聚集大量泥沙。
二、河道治理措施1. 河道疏浚河道淤积是制约河流泥沙运动的主要问题之一。
对于淤积严重的河道，需要进行疏浚。
疏浚可以采用机械疏浚或清淤炸药等方法，清除河流中的淤泥和杂草，保持河床畅通。
2. 河道护岸河岸的塌陷会加剧泥沙的沉积，增加河道淤积的风险。
因此，合理的河道护岸工程是非常必要的。
河道护岸可以采用石块、混凝土等坚固的材料固定河岸，减少河流泥沙的沉积。
3. 人工开挖河床当河道出现明显的淤积、严重阻塞，人工开挖河床是一种较为有效的河道治理手段。
通过开挖河床，可以恢复河流的正常水力条件，使河流泥沙运动得以顺畅进行。
4. 河道生态修复河道沉积物的携带和河床的淤积会对河流生态环境造成一定的影响。
因此，对于受到污染和破坏的河流，进行生态修复是非常必要的。
生态修复可以通过植物的引入、湿地的恢复等方式，改善河流的水质和生态环境。
结论河流泥沙运动规律与河道治理紧密相连。
了解河流泥沙运动规律，可以为河道治理提供科学依据；同时，通过有效的河道治理措施，可以减轻河道淤积和泥沙问题，维护河流生态环境，保护人类利益。
地质地形知识：研究地球上的河流泥沙运动
地质地形知识：研究地球上的河流泥沙运动地球上的河流泥沙运动是地质地形学中的一个重要研究领域。
河流泥沙运动是指河水中含有的泥沙、砂石等颗粒物质，在河道中通过水力和重力的作用下进行的多种运动形式。
这种运动不仅对于河流的形态和地貌的形成具有关键影响，同时也在生态环境和土地利用等方面产生了广泛的影响。
河流泥沙运动的机理和影响因素河流泥沙运动是由河水流动力学和水体粒子稳定原理联合作用的结果。
流动力学方面，泥沙颗粒在河道中的运动是由河水流速的差异和水力扰动的作用下产生的。
水体粒子稳定原理是指泥沙颗粒在水体中能保持相对稳定的位置，越小的颗粒越难保持稳定。
河流泥沙运动受多种因素的影响，主要包括河水流速、河道坡度、泥沙颗粒大小和砂粒度。
其中河水流速是决定泥沙颗粒在流体中移动的关键因素，速度越快，颗粒的移动越迅速。
河道坡度是泥沙颗粒始终在向下流动的重要原因，坡度越大，流速越快，泥沙颗粒的运动越迅速。
泥沙颗粒大小也会影响其在河水中的运动性质，由于机械力的不同，不同大小的泥沙颗粒具有不同的特点。
而砂粒度影响泥沙颗粒的堆积和运动，砂粒度主要是指沉积在河床下方的砂粒的大小，影响着泥沙颗粒在河床中的沉积、侵蚀和运动。
泥沙颗粒的运动形式河流泥沙运动的形式主要包括切向流动和横向作用两种。
切向流动是指泥沙颗粒在水流方向上进行的运动，其中包括泥沙颗粒的输运、悬移和底部载荷沉积。
而横向作用指的是横向的水流动力对泥沙颗粒的作用，泥沙颗粒会随着水流的横向变化而发生运动，产生的结果包括点滴侵蚀和岸边侵蚀等。
此外，泥沙颗粒的运动还会形成塑性形变和碎屑磨损等。
这些形成的特征在不同环境下展现出不同的特点。
河流泥沙运动对生态环境和土地利用的影响河流泥沙运动对生态环境和土地利用产生了广泛的影响。
在河流生态系统中，泥沙颗粒的输运对于水生动植物和生态环境的平衡性具有关键影响，对于鱼类和其他水生生物的生长和繁殖环境也有着重要的影响。
此外，泥沙颗粒的沉积也对流域土地利用的产生了影响。
第4章 河流泥沙运动规律
图 4-1 泥沙颗粒级配曲线
从泥沙的颗粒级配曲线上不仅可以看出泥沙粒径的大小和沙样的均匀程度， 还可以查出 某些特征粒径。如图 4-1 所示，推移质曲线表示沙样组成较均匀，且粒径较粗；悬移质曲线 则表示沙样组成不均匀，且粒径较细。沙样的均匀程度，可用如下的非均匀系数或称拣选系 数来表示
99
d 75 d 25
（4-5）
式中： d 75 表示粒配曲线上相应于 p 75%的粒径； d 25 表示粒配曲线上相应于 p 25%的粒 径。非均匀系数等于 1，则为均匀沙样；愈大于 1，沙样愈不均匀。 从粒配曲线上，可查出常用的一些特征粒径，如泥沙的平均粒径 d m 、中值粒径 d 50 等。 泥沙的平均粒径 d m 是沙样中各种泥沙粒径的加权平均值，其求法是：首先将沙样按粒 径变化情况分成若干组，在粒配曲线上定出各组沙的上、下限粒径 d m ax 和 d m in ，以及各组 泥 沙 在 整 个 沙 样 中 所 占 的 重 量 百 分 比 pi 。 然 后 求 出 各 组 沙 的 平 均 粒 径
p2 s 2 s 2 当 p 1 s1 s
（4-14）
p2 s 2 s 2 当 p 1 s1 s
上述非均匀沙充填干密度计算仅考虑了两组粗细颗粒之间的充填， 对于两组以上粗细颗 粒， 应先求出最细两组的平均粒径及干密度(作为均匀沙)， 然后求出最细两组粒径充填后的 平均干密度， 再以此两组去充填较粗的一组， 即得最细 3 组充填后的平均干密度， 以此类推。 如果最细两组平均后不能满足充填第 3 组条件时，则可以考虑只用最细一组充填第 3 组。 [3] 2）拉腊（Lara E.M.） 搜集了 1300 多个水库初期干密度资料，用回归分析方法求出初 期干密度为
水流泥沙运动规律
水流泥沙运动规律嘿，朋友们！今天咱来聊聊水流泥沙运动规律，这可有意思啦！你想想看，那河水奔腾不息，就像一群调皮的孩子在欢快地奔跑。
而泥沙呢，就像是跟着一起玩耍的小伙伴。
水流动起来可有劲儿了，带着泥沙一路向前冲。
有时候啊，水流会遇到一些阻碍，比如大石头啥的。
这时候水流可不会轻易放弃，它会绕过去或者从旁边挤过去，泥沙也就跟着一起改变方向啦。
这就好像我们走路遇到个坎儿，得想办法跨过去或者绕过去一样。
还有哦，水流速度不一样，泥沙的状态也不一样。
水流快的时候，泥沙就被带着跑得飞快，稀里糊涂就跑好远啦。
但要是水流慢下来，泥沙可能就会慢慢沉淀下来，找个地方休息休息。
这多像我们人啊，有时候忙得晕头转向，有时候又能安静地享受悠闲时光。
再看看那河流的拐弯处，水流会形成漩涡呢！泥沙在里面转啊转，就像在跳一场特别的舞蹈。
这漩涡可神奇了，能把泥沙卷到不同的地方去。
而且啊，不同的季节，水流泥沙的情况也不一样。
下雨天河水会涨起来，水流变得更急，泥沙也会更多地被带起来。
晴天的时候呢，可能就会相对平静一些。
这就好像我们的心情，有时激动，有时平静。
那我们能从水流泥沙运动规律中学到啥呢？我们可以明白顺势而为的道理呀！就像泥沙跟着水流走，我们在生活中也得学会适应环境，跟着大势走，这样才能更轻松地前进呀！还有啊，我们不能总是着急忙慌的，就像水流太快泥沙反而容易被冲走一样，有时候我们得放慢脚步，稳稳地前进。
总之呢，水流泥沙运动规律虽然看起来很普通，但里面蕴含的道理可不少呢！我们可得好好琢磨琢磨，让它给我们的生活带来启示和帮助呀！这水流泥沙的世界，真是奇妙又有趣，不是吗？。
黄河的水沙通量的变化规律
黄河的水沙通量的变化规律黄河作为中国最长的河流，其水沙通量的变化规律一直备受关注。
水沙通量是指单位时间内黄河水流中携带的泥沙总量，其变化规律与多种因素相关。
本文将通过分析黄河流域的地理环境、气候条件以及人类活动等方面，来探讨黄河水沙通量的变化规律。
一、地理环境对水沙通量的影响黄河流域地理环境是影响其水沙通量变化的重要因素之一。
黄河发源于青藏高原，经过陕西、甘肃、宁夏、内蒙古等地，最终注入渤海。
河流长度长，流域面积广阔，使得黄河在长期的侵蚀和运载过程中能够携带大量的泥沙。
此外，黄河流域的地质构造也对水沙通量产生影响。
黄河上游地区多为高山峡谷，河床陡峭，水流湍急，因此容易导致大量泥沙的冲刷。
而黄河下游地区地势平坦，河道宽阔，水流缓慢，泥沙沉积较为明显。
二、气候条件对水沙通量的影响黄河流域的气候条件也对水沙通量的变化起到重要影响。
黄河流域位于中国的干旱半干旱地区，年降水量较少。
气候干旱使得土壤容水量减少，导致土地裸露，容易发生水土流失，进而大量泥沙被冲刷入河流中。
此外，黄河流域的降水分布不均匀，以夏季为主要降水期。
夏季降雨量大，极易造成山洪暴发，冲刷河道和滩地，加大黄河水沙通量。
而冬季黄河流域大部分降水以雪的形式存在，融化后进入黄河，形成春汛，也会增加水沙通量。
三、人类活动对水沙通量的影响人类活动对黄河水沙通量的变化也起到了一定的推动作用。
黄河流域是中国重要的农业区域，大量的农田灌溉水源自黄河。
农业活动导致黄河流域耕地增加，土地开垦和用水量的增加会加剧水土流失，导致水沙通量的增加。
此外，近年来城市化的发展也使得黄河流域的工业和生活用水需求不断增加。
水资源的过度开发和过度利用导致黄河流域局部地区出现水资源短缺的情况，进一步加剧了黄河流域的水沙通量变化。
综上所述，黄河的水沙通量的变化规律受到了地理环境、气候条件和人类活动的多方面影响。
地质构造、气候干旱以及农业和工业发展等因素都会对黄河流域水沙通量产生影响。
泥沙起动规律及起动流速
泥沙起动规律及起动流速
嘿，朋友们！咱今天来聊聊泥沙起动规律及起动流速这个有意思的事儿。
你想想看，那河里的泥沙，就像一群小调皮，平时安安静静地待着，可一旦条件合适，它们就开始“躁动”起来啦！这泥沙啥时候会起动呢？这就得说到起动规律啦。
就好比我们人，啥时候会行动起来呢？可能是看到好吃的，可能是听到好玩的，总有个契机让我们动起来。
泥沙也一样啊，水的流速就是那个让它们动起来的契机。
当水流速慢慢变快，达到一个关键点的时候，泥沙就坐不住啦，开始跟着水流跑起来。
那这个让泥沙起动的流速有多重要呢？哎呀，这可太重要啦！如果我们不知道这个，就好比闭着眼睛过马路，多危险呀！比如说建个大坝，要是不了解泥沙起动流速，那泥沙可能就会呼呼地涌过来，大坝不就危险了嘛！再比如，航道的设计，要是不考虑这个，说不定哪天泥沙就把航道给堵住啦，船还怎么开呀！
咱再形象点说，这泥沙起动流速就像是一场比赛的起跑线。
水流速就是发令枪，一旦枪响，泥沙就开始“奔跑”啦！而且不同的泥沙，就像不同的运动员，它们起跑的速度要求还不一样呢！有的泥沙比较“懒”，得水流速很快了才肯动；有的泥沙比较“积极”，稍微有点水流就跟着跑啦。
你说这大自然是不是很神奇？这泥沙起动规律和起动流速，就像是它给我们出的一道有趣又重要的谜题。
我们得好好研究，才能解开这个谜题，才能更好地和大自然相处呀！
我们得重视这个泥沙起动规律及起动流速呀，不能小瞧了它们。
就像我们不能小瞧生活中的小细节一样，有时候一个小细节就能决定成败呢！所以呀，我们得认真对待，仔细研究，这样才能让我们的生活、我们的工程都顺顺利利的，不会被泥沙这些小调皮给捣乱啦！这就是我对泥沙起动规律及起动流速的看法，你们觉得呢？。
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浅谈河流泥沙的运动规律
摘要：泥沙在河流水流的作用下，有一定的运动形式，沿河底滑动、滚动或跳跃，这种运动形式称为推移质；被水流挟带随水流悬浮前进，这种运动形式称为悬移质。
由于天然河道同一河段流速随时间、沿程发生变化，各河断及各时段在流速较小时，细沙也可呈推移质形式运动；而流速增大时，粗砂也可转化为悬移质。
因此，实际情况中推移质和悬移质处于不断调整中，情况很是复杂。
本文着重讨论了悬移质泥沙的运动规律。
由于脉动，不同瞬时或短历时测量的悬移质含沙量就不会稳定，不能反映它的变化趋势，因此，悬移质含沙量等水文要素的测量应持续一段时间，最好大一个脉动周期。
关键词：河流泥沙；运动；规律；挟沙能力；脉动
该式结构特点表明，河流流速大、泥沙颗粒小、水深浅，则挟沙能力强。
水流挟沙能力一般指各级颗粒的沙源均为充足条件下的平衡含沙量，并不代表水流的实际含沙量，各级颗粒的沙源不充足会出现非饱和输沙，条件特殊时也会出现超饱和输沙。
但是，水流挟沙能力仍是分析河床冲淤或平衡问题的常用概念，当水流挟带的悬移质泥沙超过河段的水流挟沙能力时，这个河段必将发生淤积；反之，则会发生冲刷。
2悬移质的时空分布规律
2.1河流泥沙变化的影响因素
河流从流域挟带泥沙的多少与流域坡度、土壤、植被、季节性气候变化，降雨强度以及人类活动等因素有关。
河流泥沙随时间的变化，也就取决于这些因素随时间的不同组合和变化。
来源于地势、地形、土壤性质和植被状况等下垫面条件不同的地区河流的洪水，挟带的泥沙将会有显著的差别，多沙河流与少沙河流与流域下垫面状况紧密相关。
另外，对于冲积性河流，其承水河床由长期冲积的泥沙构成，水流流经这样的河段，常会挟带或沉积大量泥沙。
季节性的气候变化对河流泥沙的变化也有一定的影响。
汛前由于降水少，土壤疏松、干燥、抗冲能力差，因此，初夏的暴雨洪水常挟带较多的泥沙，秋末洪水含沙量较少。
降雨强度对河流泥沙的影响是：雨强大，则侵蚀能力强，从而使河流挟带的泥沙增多。
河流输沙量集中在汛期，而且主要集中在几次大洪水中，其原因也在于此。
人类活动使流域产沙条件发生变化。
如修建道路、毁林垦荒，将导致河流泥沙增加；而封山育林、开展水土保持，又可减少河流泥沙；修建水库，常会沉积泥沙。
这种影响将使河流泥沙发生系统性变化。
2.2泥沙的脉动
脉动是忽大忽小不停波动变化的现象。
悬移质泥沙悬浮在水流中，与流速脉动一样，含沙量也存在着脉动现象，而且脉动的强度更大。
在水流稳定的情况下，断面内某一点的含沙量是随时变化的，它不仅受流速脉动的影响，而且与泥沙特性等因素有关。
由于脉动，不同瞬时或短历时测量的悬移质含沙量就不会稳定，不能反映它的变化趋势，因此，悬移质含沙量等水文要素的测量应持续一段时间，最好大一个脉动周期。
2.3悬移质泥沙的垂直分布
悬移质含沙量在垂线上的分布，一般从水面向河底呈递增趋势。
含沙量垂向的变化梯度还随泥沙颗粒粗细的不同而异，颗粒较细的泥沙，其垂直分布也均匀，而对于较粗泥沙，则梯度
较大。
对于同粒径的泥沙，其垂直分布与流速大小有关，流速大则分布较为均匀，反之，则不均匀。
泥沙在水中悬浮依靠水流的紊动，从水流某一点来看，泥沙在水中紊动悬浮是各向平衡的，但从某平面看，重力作用使泥沙不断下沉，向下紊动加重力下沉的泥沙总和就偏大，要维持垂向的泥沙平衡，水流紊动向上扬起的泥沙量就大一些，这只有垂向下部的泥沙分布较大才有可能，这是含沙量在垂线上从水面向河底呈递增趋势的一种认识。
某平面向上、向下泥沙输移量的平衡是统计平衡，单颗泥沙悬浮运动的轨迹是十分复杂的。
2.4悬移质泥沙的横向分布
含沙量的横向分布形式与河床性质、断面形状、河道形势、泥沙颗粒以及上游来水情况等多项因素有关。
根据水流挟沙能力的概念，由于悬移质泥沙中的冲泻质沉速极小，水流对这种泥沙的挟带能力很强，因此，它的含沙量常处于不饱和状态。
其结果是悬移质泥沙中的冲泻质含沙量与水力因素的关系不密切，横向分布均匀。
悬移质泥沙中的粗沙含沙量与水力条件有密切关系，流速较大的垂线，挟沙能力较强，流速较小的垂线，挟沙能力较弱。
含沙量的横向分布与断面形状和流速的横向变化具有一定相应性。
但当含沙量与水力因素关系不密切的冲泻质占悬移质的大部分时，悬移质横向变化常较流速横向变化小。
对于卵石河床，其断面比较稳定，形状无大变化，流速一般较大，悬移质的挟沙能力处于不饱和状态，因此，含沙量横向分布比较稳定、均匀。
3河流泥沙运动与泥沙测验的关系
泥沙运动理论可以指导泥沙测验，掌握流域泥沙来源和影响因素可以指导测站布局规划泥沙的测验工作；泥沙季节变化的知识可以指导年度测验部署；泥沙随时间变化的规律可以指导合理的布置泥沙测次和正确掌握测验时机，对泥沙在断面分布及脉动的认识有利于选择测验方法和仪器工具等。
所以对泥沙运动规律的研究，在泥沙测验工作中有着十分重要的意义。