工程水文第13章 河流泥沙计算
河海大学《工程水文及水利计算》201312农水专业
《工程水文及水利计算》水利计算部分水文水资源学院2013年12月1水利计算任务（狭义）（一）兴建水利工程不同阶段水利计算的任务。
1、规划设计阶段A、确定水利工程规模及基本尺寸；B、估计水利工程效益（发电量、防洪效益、灌溉效益）2、施工阶段：编制枢纽初期运转调度图，许多水利工程都分期施工，如三峡工程工期的17年，但第7年后第一台机组发电，这时如何调度要有初期调度图。
3、运行管理阶段：水库建成后，如何管理？编制水量调度方案（合理调度以发挥最大效益）。
（二）《水利计算》主要内容⏹径流调节计算(第11章）⏹灌溉计算（第12章）⏹水能计算（第13章）⏹防洪计算（第14章）⏹水利经济计算（教材无此内容）⏹库群调节及水利系统规划（教材无此内容）第一节基本概念水资源的特性⏹时空分布不均匀性⏹利害两重性⏹循环再生性⏹多功能性径流调节的概念径流调节的必要性⏹径流调节的含义狭义：通过修建水利工程，来重新分配河川 径流量，人为地增加和减少某一时期 的流量。
⏹径流调节的意义修建了水库，可以把丰水期水蓄起来，供枯水期时使用，一方面解决来水过多可能引起洪涝灾害问题，也可解决枯水季节水量不够的问题，该问题目前越来越突出。
→径流调节的概念径流调节的分类⏹按照调节的对象和重点分洪水调节；枯水调节⏹按照服务目标分灌溉、发电、给水、航运、防洪等⏹按照调节周期分日调节、周调节、年（季）调节、多年调节⏹其它形式的调节（不作要求）补偿调节、反调节、库群调节水库水位-面积与水位-库容曲线水库特征水位和特征库容⏹死水位与死库容水库在正常运用时，允许削落的最低。
死水位以下的库容， 水位，称死水位Z死称死库容V死考虑泥沙的淤积自流灌溉等水轮机工作水头⏹正常高（蓄）水位水库在正常运用时，允许回蓄的最高水位，称正常高水位Z。
与死水位之间的库容称兴利库容正⏹防洪限制水位与结合库容水库汛期允许蓄水的上限水位为防洪限制水位汛限水位至正常高水位之间的库容为结合库容⏹防洪高水位与防洪库容当发生下游防护标准的洪水时，水库经调洪后，坝前达到的最高水位，称防洪高水位。
河流模拟课程设计—水库一维泥沙淤积计算
河流模拟课程设计—水库一维泥沙淤积计算水库一维泥沙淤积计算课程设计武汉大学水利水电学院2013-3-15目录一、目的与要求 (1)二、基本原理 (1)1、基本方程 (1)2、方程离散 (1)3、公式补充 (2)三、计算步骤 (3)四、计算框图 (4)五、计算结果 (5)1、历年输沙量特征值 (5)2、各年淤积总量 (5)3、各年水位库容关系 (6)4、水面线的变化 (7)5、深泓变化 (8)6、坝前断面变化 (9)六、结果分析 (12)1、剖面形态分析 (12)2、库容损失合理性分析 (12)七、计算程序 (13)一、目的与要求通过课程设计，初步掌握一维数学模型建立数学模型的基本过程和计算方法，具备一定的解决实际问题的能力。
以水流、泥沙方程为基础，构建恒定流条件下的河道一维水沙数学模型，并编制出完整的计算程序，并以某个水库为实例，进行水库泥沙淤积计算。
水流条件：恒定非均匀流。
泥沙条件：包括悬移质，推移质的均匀沙模型，推移质计算模式为饱和输沙，悬移质计算模式为不饱和输沙，水流泥沙方程采用非耦合解。
二、基本原理1、基本方程水流连续方程：0=??+??xQt A ①水流运动方程()f i i gA x h gA AQ x t Q -=??++02②或034222=+??+???? ????+??RA n Q g x z gA A Q x t Q ③泥沙连续方程()())(*S S QS xSA t --=??+??αω④ 河床变形方程)(*00S S xG t y b--=??+??αωρ⑤ 推移质平衡输沙方程G=G * ⑥水流挟沙力公式采用张瑞瑾公式，推移质输沙率公式采用Mayer-_Peter 公式，MAYER-PETER 公式中的能坡J 按均匀流曼宁公式近似计算（每个断面不同）。
2、方程离散方程①在恒定流情况下有0=??xQ，离散为:Q=const 方程③变形为034222=+??+R A n Q x z A Qx gA Q 或023422222=+??+R A n Q x z gA Q x 上式离散为0)1((213434221212121222121=ψ-+ψ?+-+???? ??-++++++jj j j j j j j j j j j R A Q R A Q xn z z A Q A Q g 方程（4）去掉时间项得到)(*S S qx S --=??αω 该方程的解析解为：()()???? ?--?-+--+=+++q x x q q x S S S S S S j jjjj j αωαωαωexp 1exp 1***1*1 由方程（4-5）可得()()00'0=??+??+??ty B x QS x BG b ρ 对2 号断面以下，上式可以离散为：()()()()0)1(1010'0=ψ+ψ-+?-+?-++ty B y B xQS QS xBG BG j j j j b b ρ对于进口断面，推移质不考虑，悬移质采用单点离散方程（5）可离散为： '01*10)(ραωtS S y ?-=3、公式补充mgR u k S ?=ω3*K 取 0.124，m 取1.05，干密度'0ρ取1.3 恢复饱和系数25.0=α均匀沙粒径为d=0.041mm （悬移质），d=2 mm （推移质）1、输入河床地形糙率等数据求得断面面积与水位的关系（A ~Z ），进而求得断面平均流速A Qu =，水力学半径χA R = 2、读入一个时段的水沙数据（特别注意，不要一次性将数据全部读入）读入第一时段（Q,S ）值3、计算水面线，同时得到各断面的水力要素求得各个断面的河宽、断面面积、水深、平均流速等值计算前要注意在坝前输入水位，各断面均应对流量赋值4、计算悬移质水流挟沙力mgR u k S=ω3*K 取 0.124，m 取1.05。
河流泥沙计算
W S
1 n
n
WS ,i
1
（二）实测泥沙资料不足时： 将短期资料插补延长为长期资料，插补延长的方法如
１.年悬移质输沙量与年径流量相关 ２.年悬移质年输沙量与汛期径流量
（三）实测泥沙资料缺乏时
１.由悬移质多年平均侵蚀模数分区图查算
类似设计年径流计算，采用适线法推求悬移质 输沙量的理论频率曲线和设计值
2.缺乏泥沙资料时
由年径流的离势系数 Cv,Q 估计输沙量的离势系
数 Cv,s
Cv,s KCv,Q
K——系数，由水文手册查取 Cs,s=2
按P-Ⅲ型绘制悬移质输沙量的理论频率曲线和计算设计值Cv,s
二、悬移质输沙量的年内分配 有资料时：选有代表性的丰沙、平沙、枯沙年的输沙月分
直接用长系列资料计算其平均值 （二）具有短期推移质资料时
常常由建立的推移质输沙量与悬移质输沙量关系推算 （三）缺乏推移质资料时
1.用多年悬移质输沙量资料估算
W b W s
:平原河流0.01～0.05；丘陵区河流0.05～0.15；
山区河流0.15～0.30
2. 用该地区早期修建水库的淤积资料估算
第十章 河流泥沙计算
§10-1 概 述
一、作用 为河流、水库、湖泊的冲淤计算提供依据 为流域泥沙控制与治理规划提供依据 二、内容 流域产沙规律 河流多年平均泥沙量及其年际、年内变化计算 三、泥沙分类 悬移质 推移质 河床质
§10-2 多年平均输沙量计算
多年平均输沙量→年际变化→各代表年的年内分配 一、多年平均悬移质年输沙量的计算 （一）具有长期实测泥沙资料时
配过程，同倍比法放大计算 缺资料时：用参证流域的输沙月分配过程计算 三、洪水过程中的输沙变化计算
工程水文学教学大纲
《工程水文学》教学大纲课程编号：L265009 课程类别：专业限选课学分数： 1 学时数：16适用专业：土木工程应修基础课程：《水力学》、《高等数学》一、本课程的地位和作用本课程是土木工程专业技术平台课程中的一门专业限选课程。
它是一门阐述和运用水文规律、开发和发挥工程效益的学科。
主要介绍在水循环从降水到径流过程中，关于地面径流的形成、观测，以及对土木工程建筑物的影响。
二、本课程的教学目标本课程的教学目的，是使土木工程专业学生，了解自然界中水的运行变化与河川径流的关系，具有分析计算河渠设计流量和确定过水建筑物孔径等的设计知识。
三、课程内容和基本要求第一章绪论1、教学基本要求掌握水文学的概念，了解工程水文学的研究方法及水文学的发展。
2、教学内容第一节水文学第二节工程水文学的研究方法第三节水文学的发展第二章水文循环与径流形成1、教学基本要求了解水文循环与水量平衡的概念及河流与流域、河流基本特征、径流的形成；泥沙运动与河床演变、造床流量与河相的关系。
2、教学内容第一节水文循环与水量平衡第二节河流与流域第三节降水第四节土壤水、下渗与地下水第五节蒸散发第六节径流第三章水文信息采集与处理1、教学基本要求了解测站与站网的概念，熟悉水位、流量及泥沙观测及水质检测，掌握水文数据处理。
2、教学内容第一节测站与站网第二节水位观测第三节流量测验第四节泥沙测验与计算第五节水质监测第六节水文调查与水文遥感第七节水文数据处理第四章流域产汇流计算1、教学基本要求掌握土的成因类型、土的工程地质性质、土的工程分类及特殊土的工程地质性质2、教学内容第一节降雨径流要素计算第二节流域产流分析第三节产流计算第四节流域汇流计算第五章水文预报1、教学基本要求了解水文预报在各个不通阶段的预报方法2、教学内容第一节概述第二节短期洪水预报第三节洪水实时预报方法第四节水文预报精度评定第五节中长期水文预报简介第六节施工水文预报第六章水文模型1、教学基本要求了解水文模型的概念，熟悉水文系统理论模型及水文概念性模型2、教学内容第一节概述第二节水文系统理论模型第三节水文概念性模型第七章水文统计1、教学基本要求了解水文统计的概念，熟悉随机变量及概率分布，掌握水文统计的方法。
工程水文与水利计算练习题及参考答案
《工程水文与水利计算》练习题及参考答案第一章绪论1. 水资源与水文学有何关系？2. 工程水文学与水文学有何联系？主要包括哪两方面的内容？3. 将全球的陆地作为一个系统，设年降水量为Pc、年蒸发量为Ec、陆地流入海洋的径流量为R、陆地蓄水量年末与年初之差为ΔS，试根据质量守恒原理列出R的计算方程。
第二章河川径流1.为什么我国的年降水量从东南沿海向西北内陆递减？2.为什么我国夏季常常发生大洪水？3.使水资源具有可再生性的原因,是由于自然界的所引起(____)a、径流b、水循环c、蒸发d、降水4.自然界中，在海陆间的水循环称为（____）a、内陆水循环b、小循环c、大循环d、水文循环5.时段的长短对水量平衡计算没有影响，对吗？6. 如何确定河流某一指定断面控制的流域面积？7. 实际上，从哪些方面判别一个流域是否为闭合流域？8. 毁林开荒为什么会加剧下游的洪水灾害？9. 围垦湖泊，为什么会使洪水加剧？10.对流层中气温随高程变化的曲线有层结曲线和状态曲线，二者一致吗？11.为什么气旋区的气流呈反时针旋转？并为云雨天气。
12. 在高压区，高空气流运动的方向是(____)a. 指向高压一侧；b. 指向低压一侧；c. 与等压线平行，围绕高压中心呈反时针旋转；d. 与等压线平行，围绕高压中心呈顺时针旋转。
13.露点是表示空气状态的一种指标(____)a. 压力；b. 温度；c. 湿度；d. 密度。
14.从大气环流看，在北半球近地面层存在哪4个纬向的气压带？15.从空气的动力抬升作用看，降水可分为哪4种类型？16. 累积雨量过程线与降雨强度过程线有何联系？17. 流域围湖造田和填湖造田，将使流域蒸发(____)a.增加b.减少c.不变d.难以肯定18. 流域退田还湖，将使流域蒸发(____)a.增加b.减少c.不变d.难以肯定19.同一地区的多年平均雨量山区的往往大于平原的，而多年平均蒸发量则往往相反，为什么？20.蒸发对水文循环有何影响？21.土层的包气带是指[____]a.土壤的表层b.地面到地下潜水面之间的土层c.地面以下的整个土层d.地下潜水面以下的土层22.下渗率总是[____]a.等于下渗能力b.大于下渗能力c.小于下渗能力d.小于、等于下渗能力23.田间持水量可以转化为[____]a.地下径流b.地面径流c.地面和地下径流d.蒸、散发水量24.某流域（为闭合流域）上有一场暴雨洪水，其净雨量将（）a.等于其相应的降雨量b.大于其相应的径流量c.等于其相应的径流量d.小于其相应的径流量25.对于闭合流域来说，为什么径流系数必然小于1？26.河川径流是由流域降雨形成的，为什么久晴不雨河水仍然川流不息？第三章水文测验及水文资料收集1.水文测站观测的项目有(____)A. 风B.水位C.流量D.湿度E.泥沙F.降水G.蒸发H.辐射I.水质2.根据测站的性质，水文测站可分为(____)A.水位站B.雨量站C.基本站D.专用站E.流量站3.对于测验河段的选择，主要考虑的原则是(____)A.在满足设站目的要求的前提下，测站的水位与流量之间呈单一关系B.在满足设站目的要求的前提下，尽量选择在距离城市近的地方C.在满足设站目的要求的前提下，应更能提高测量精度D.在满足设站目的要求的前提下，任何河段都行4.基线的长度一般（____）A.愈长愈好B.愈短愈好C.长短对测量没有影响D.视河宽B而定,一般应为0.6B5.水文站布设的断面一般有(____)A.基本水尺断面B.流速仪测流断面C.浮标测流断面D.比降断面6.全国水位统一采用的基准面是(________)A.大沽基面B.吴淞基面C.珠江基面D.黄海基面7.水位观测的精度一般准确到（________）A.1mB. 0.1mC. 0.01mD. 0.001m8.当一日内水位变化不大时，计算日平均水位应采用(________)A.加权平均B.几何平均法C.算术平均法D.面积包围法9.当一日内水位较大时，由水位查水位流量关系曲线以推求日平均流量，其水位是用(________)A.算术平均法计算的日平均水位B.12时的水位C.面积包围法计算的日平均水位D.日最高水位与最低水位的平均值10.我国计算日平均水位的日分界是从(_A_)时至(_D_) 时，计算日降水量的日分界是从(_B_)到(_C)。
13河流推移质泥沙及床沙测验规程【SL43-92】条文说明
,中华人民共和国行业标准河流推移质泥沙及床沙测验规程条文说明目次总则推移质泥沙测验仪器的选择及使用推移质输沙率及颗粒级配测验床沙采样器的选择及使用床沙取样及河段床沙调查总则大于当有一种的含量大于如沙的含量大于若三种的含量都未超过如某河床的沙含量为卵石为以次类根据对泥沙测验精度的的水沙量和重要工程建设的站均分各类测站的测验要求和以达到资料应用所需要的测验精度又利于面上工作的开展和规程的执推移质泥沙测验仪器的选择及使用测验仪器的选择口门宽和高大于床沙最大粒径有利于取得全部对于大卵石河床如要求仪器口门宽也大于床沙最会造成采样器器身过大而严重影响采样效率且操作困难而难于实故口门宽应小于或等于效容积指泥沙样品装入采样器后不易淘出和不影响后期采样的最大样通常网式采样器取盛样仓最大容积的取采样器在下放到河床面上时仪器的口门能正对量应使采样器在适用范围内悬索偏角一般不大于要指网式和值略大于的压差式伏贴身阻力较小包括仪器阻水面积较小和水阻力系数水力效率指口门平均进口流速值等于口门平均进口流速与没有仪器时口门位置处的天然流速品的代表性主要指样品的颗粒级配与自然推移的泥沙颗粒级配的一致采样效率较稳定有两种是采样效率不变二是采样效率的变化有较好的规律可若断面河床组成部分是一部分是选用沙质推移质采样器和卵石推移质采样器在该断面上分别进行施本条主要指新选用的采样器应有效率已经使用而没有解决好原型效率系数的应作率定早日提供原型效率几种推移质采样器的主要技术参数见表结构示意型仅尺寸和适用的粒径范围以及承沙部位图型沙推移质采样器护板侧墙弹簧前门支柱前支架抽针拉杆铅块冲沙挂尾门浮筒器流线型加铅尾翼侧网背底网加重背尾翼连吊环图框尾翼重吊底侧连杆仪器的使用全面检查的内容主要包括仪器是无变尺寸是否变动软底网采样器的底网垂度是否适口门关闭装置的开关是否灵活关闭是否可靠仪器的装是否牢固悬吊式仪器是否按规定预置了适当的仰角在每次使用前应检查口门是否变关是否灵活螺丝是安装是否牢固底网或盛样仓是否破裂型采样器为系列中型可以手持仪器到达床面还应适当放出一些悬的是当悬点轻微移动或悬索受到漂浮物等不太大的撞击不在床面上挪动而影响仪器不在水中和水面附近停留是避免不稳定水流将器内泥沙样采样过程中仪器受到扰动而影响采样主要是指悬点有较大移动如缆道行车移船较大范围移受大漂浮物冲在河床上拖刮而影响推移质输沙率及颗粒级配测验断面推移质输沙率测验当断面测验历时与垂线测验历时有矛盾时可以调整垂线测验历经理论分析模拟计算以及实际资料的验证说明按等部分输沙率布设推移质测验面输沙率的测验误差最以提出推移质输沙率测验按部分输沙率相等的原则布实际部分输沙率难以做到故将此原则扩大应用即先近似按等部分河宽后在强推移强推移带指单宽输沙率较高的部分推移带一般在带内输沙率占垂线重复取样次数原则上按部分输沙率占断面总输沙率的权重确为便于现场掌握规定强推带重复取样推带只取规程中表中的基本垂线数目在执行中按以下原则掌握下限是对应下限宽度内必不可少的垂线当宽度在对应的上下限之间宽度的增加垂线数应在下限的基础上适当加多当宽度达到表内相应栏的上限值数也应取最大采样器规定的有是沙样仓容积的推移质是如样品超过此限度时应缩短取样历时重为检查资料的合理性超量样品仍应称重记录在备注栏推移质运动边界的确于试探法过于致测验微量而增长了历时使测验总精度现写入的经验法确定运动是着眼于测好绝大多数于微量的个别垂线不影响或影响断面输沙率很不必耗费时间去测经验法有几种一种是根据测站绘流速与单宽输沙率关系线输沙率为零时的相起动岸边附近相应于该起动流速的位置即为起推另一方法是用已有的起动流速公式计算也可以根据计水位与起动边界的关精密测验及少线测验方法精密测验是为了解推移质输沙率沿断面横向分布和垂线输沙率脉动规测验方法及研究和估算不确定度资料需要进行的试重复代表性的垂线是指输沙率的横向变化较小的减少垂线法的分析应有年以上的实测断不少于测次且各测次较均匀分布在各级输沙率实测相关水力因素达实测年总变幅的表中级配允许的标准差的是减少垂线后的年级配各对应粒径组沙重百分数的标准差式中粒径组垂线的某粒径组沙重百分当相关水力因素超过分析资料的相关水力因水利工程等人类活动影响改变了原有水沙关系时少线法应停止使用待重新收集足够资料后再进行分沙样处理及现场测定颗粒级配插取法是指从金属管随机插取部分沙样的操作时应在不同方位多次插插取的代表沙样与总沙样的颗粒级配具有一致误差来源及控制本节针对断面输沙率测验的主要误差严控制系统误定了各主要方面控制误差的要求和为保证成果质量规定了必要的现场合理性检查其检查记载表见附录颗粒分析相关水力因素的误差来源及有关规范执强推带位置变动且流速横向分布无明显变化推带的变化多系测验误差所致故应予重推移质测验资料的计算与合理性检查断面推移质输沙宰相应水力因素的计算与推求确定是否用加权法计算相应水位的水位变幅指标是根据典型站资料分析综合确定各站可用本站的水位输沙率资料分析算术平均相应水位与输沙率加权平均相应水位之间的相应断推输沙率差再转换成允许的水位变便执典型分析成果还宽输沙率在断面上的横向分布形式定的输沙率误差的水位变幅有较大的出中心对称分布允许的水位变幅峰分布允许的水位变幅因测站特性作些分析验证允许的输沙率差再确定水位变化急剧的判别指推移质输沙率是多种水力因素的函在计算出相应水位可能用到相应流均流速及平它们的计算可采用在水位一流位一平位一平均流速等关系图相应水位查读的方法这种图呈单一关系时用起来很方便否则可用连时序套推移质资料整编推移质输沙率的整编方法推移质输沙率与水力因素有无良好关系均以规定的定线精度指标为判断合规定指标则视为关系良实测断面推移质输沙率接近于际上又有推移质运时所对应的流量及断面平均流速可分别作为起动流量及起动推移质输沙率与相应水力因素关系线的确于关系点据太集中的情况最小二乘法拟受少数点的影响而使关系线偏而宜用分组平均值定凡各次洪水水位过程的涨坡与退坡拐点所对应的各日均视为相应的水力因素变化余各日均视其相应的水力因素变化床沙采样器的选择及使用采样器的选择采样器能取到天然状态下的河床样品是指采样器到达河床面上不要扰动品是自然床面的沙证样品有较好的代表效取样指采样器储样仓容程中要求不要是指卵石床沙小于颗粒是可能它的含量很整个粒配无大的条文中所提可供选用的采样器的性能如表所床沙采样器性能及适用范围表表列出的床沙采样器性能及适用范围是目前国内外普遍使用的取样器技术数种仪器的图形及结构说明如用于沙质河床床沙采样器的结构图如斗式图图拖斗式采样器结构示意图吊筒容柄式图示意图式轴式图钳式采样器结构示意图流速仪安装衡锤图图铅块把索支锤转轴转用于砂夹结构图如式图吊环挖斗绳式图犁式采样器结构示意图背形重块铅底水平翼筒式图沉筒式采样器结构示意图筛品切割器采样器的使用钳式采样器均适用于硬底要求在不破坏天然床面的情况下平稳地接近河床使仪器口门与河床吻因两者都是借自重力挖取样品以开始上提时不能用快的速度太快一滑即过将取不到额定数量的样犁式采样器较之要有一定的拖力才能在河床上取到样以它只适用缆道吊船站和有大马力轮船测验的悬索与垂直方向保持的角度很了可能将仪器拉了又会取不到床沙样床沙取样及河段床沙调查床沙取样的测次布置床沙的测次要求是根据目前测验技术水平和设备条件的实际情况而定下来根据测站等级要求施测不同测适应不同的实际由于卵石床沙采样器及其取样技术目前都没有很对卵石床沙的取样要求不能更床沙取祥方法床沙测线的河床粒径在断面上的分布而考虑到床沙资科大多数情况下和推移质同沙质河床上还要和悬移质配套因此测线也应和两者重一般说测线能满足也能满足但是当发现不能控制横向变化当增加路不测推移质的站或控制床沙组成的横向变化为原表的有关具体数根据数理统计中子样本不应少于的原理定下来由于考虑到目前粗卵石的器测法取样有实际测量上的可能所以提出了受仪器性能限制达不到下限要求时应再重复取样次即最多连续取样次的实用沙质河床的洲滩取样是必需小河站及北方的大多数河水历时件满足各项水文测验要求的同取床沙样品是很困难能在每次洪水后取样一次也能满足一般使用试坑法般情况下对沙质河床并非必野外工作量以提出有必要时才卵石洲滩取样点位首先要注意取得的应是天然情况下的样代表一具体点数决定于洲滩大小及卵石组成到点是根据试验资料定下来般能与当今的需要和可能的水平相坑面大小以为分类指考虑床沙的级配有时很宽如以为指倍坑面往往很大甚至在以上工作量很际上难于做以面一般可以限制在与过去的作法一际上也可床沙表面层样品资料是研究河流代表糙度及水流运动的必需因器测法取的是表层样品所以要揭取表分层深不宜小于太深很层深度和坑的总深度比过去统用深要合乎实际得表层样品的采集是参照国际合国内试验定出这种取样挖坑取样简单取得的样品能与体积法样品互相换采用这套方法普遍开展床沙取样工作将大有这种方法按类型分为下列系统块法格格格法法网格法断法这种取样方法条理清楚便于执其中有关具体数字的规是根据有关试验的实际经验并考虑满足一定做起来又不太困难的情况下提出来步格法对大颗粒和小颗粒操作误差均大故未列综合探测法是针对当前测验水平而采取的过渡办这套方法的配合使用可以取得任何情况下的床沙样品有利于普遍开展床沙取样河段床沙调查床沙调查以补充点上工作的不在点上工作没有开展以代替点上的调查的河段长度仍遵照习惯上倍最大河宽的原采用国际经清江流域的试了只需调查两个浅滩间的河段和上浅滩以上一个深槽就可以的结因为床沙组成除受本河段变化影响要受上游来沙的取到上游一个浅滩及其深调查时期定在低水位或断流时进便于工作能收集到最大范围的河段粒径分布调查时取样断面和点位的分布主要决定于洲滩大小与河床组成条文中都强调了在床沙组成转折处增加断面和测点的规不控制变化的转折品的代表性就很难保其中有关具体数字规根据已有经验及需要与可能决定考虑所取样品是代表某断面或某河段的泥沙特性取样位置的准确样品的代表性影响不大所以允许用目估法定调查一般不需深层样品选用一种表层取样方法就可以只有在生产部门提出要求用试坑法取深层样开挖河段床沙组成及断面变化都有大的以调查时应向开挖管理部门详细了解开挖的年总量和开挖影响的调查范围规定为最大河宽的一要是参照国际标准和便于执行而提出床沙颗粒级配分析及沙样处理室内分析和野外分桥的粒径范围划要由分析精度和样品容量两个因素以的粒径为分原因是用可以减少样品运送品中含泥量大用分离样品困难宜用为分离样品的界现场分析的样品不保场应杜绝差室内分析的样品应保存一段时于在资料整编中发现问题时进行复保存时间仍遵循习惯粒径大于宜用尺目前的圆孔筛难以分析到此粒径而下的可以用筛分另外当用分离出的颗粒少于数量进行分组已无实际意本条主要指相邻两组出现奇大奇小现象这现场采取加密组级分析的措保证成果的同时这也是一种必要的保证成果质量的现场核查床沙资料计算及整编床沙资料整编计算本条规定的单点颗粒级配计算方法是新增在附录填表说明中有这里重复说明了点绘曲线或自由分刊印粒径应符流泥沙颗粒分析的统一规定具体数值可在曲线上读单次成果合理性检查完整性检查为的是及时发现缺漏项便及时补不能补找有关人员查将查询情况在有关栏内说重要求在前面已提里所说的检查是根据取样粒径对照重量要求表进重量不合要求时应予提出今后改进的时所说的方法正确是指分析方法是否适合于分析沙的比如粒径计的使用法的使用范围等都是有限度不成果精度有若发现问题应予颗粒级配曲线检查中两种方法接头的连线指曲线的走向趋势及光滑由于各种方法本身存在误头处出现不连续是可能因应通过两种方法分析点的中如发现两者有大的矛盾应对某些操作步骤进行复查或找有关人员了解情况不能补救详加综通过床沙与其它水力因素关系比较后从过程上及变化规律上更深入一步的合理性检查这种检查是在单点资料合理性检查以后进较单点检查更规定的图表是必要的一般都能办为了发现问题可能还有很多辅助图表和本规程条文中的四款是基本的只要能做能对资料的精度作出比较准确的床沙资料整编要求测站工作人贯彻规对测站特性及床沙分布变化规律有较为深入的认识不仅对确保整编成果对改进取样高技术水平也是必需按测站类别和具体情况提出不同的工作内十年来的经验总沙质床沙一类站对床沙测验资料整编有较高的类站的测次分布应能控制时空的所按全部规定的内容进行整编卵石床沙一类站能测到床沙全过程按全面的要求但有的一类于水下取样问题目前未能彻底解决就不全面进行整编河床组成复杂使是一类只刊印单点实测成果沙质床沙二类站因测次未能在时间般只需刊印断面级配实测成果沙质床沙三类站卵石床沙站也只刊印级配实测成果这样规际资料情况满足部分由于床沙级配无求日平均值的条件与需要所平均值可直接采用本规程的规定推没有取样的月份枯季情变化小河床组成而可用前后相邻月份的相近测次进行插汛期中如果水情变化不基以用上面所说的方法进行插补如果水情变化大则不能插此时月平均任其应予单站保证成果质量的最后一定要把好这一过去编写说明书般用文字管列出一大串提际写出来的很可能是年复一年的重抄复不住实质需要的内所用表格形以使作者抓住实节省时单易。
河流泥沙测验方法
河流泥沙测验方法河流中的泥沙，按其运动形式可分三类：悬移质泥沙浮于水中并随之运动；推移质泥沙受水流冲击沿河底移动或滚动；河床质泥沙则相对静止而停留在河床上。
三者没有严格的界线，随水流条件的变化而相互转化。
一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。
描述河流中悬移质的情况，常用的两个定量指标是含沙量和输沙率。
单位体积内所含干沙的质量，称为含沙量，用Cs表示，单位为kg/m3。
单位时间流过河流某断面的干沙质量，称为输沙率，以Qs表示，单位为kg/s。
断面输沙率是通过断面上含沙量测验配合断面流量测量来推求的。
（一）含沙量的测量含沙量测验，一般需要采样器从水流中采取水样。
我国目前使用较多的采样器有横式采样器和瓶式采样器。
不论用何种方式取得的水样，都要经过量积、沉淀、过滤、烘干、称重等手续，才能得出一定体积浑水中的干沙重量。
水样的含沙量可按式计算：式中：Cs --- 水样含沙量，g/L 或kg/m3；Ws --- 水样中的干沙重量，g 或kg；V --- 水样体积，L或m3；（二）输沙率测验输沙率测验是由含沙量测定与流量测验两部分工作组成的。
为了测出含沙量在断面上的变化情况，由于断面内各点含沙量不同，因此输沙率测验和流量测验相似，需在断面上布置适当数量的取样垂线，通过测定各垂线测点流速及含沙量，计算垂线平均流速及垂线平均含沙量，然后计算部分流量及部分输沙率。
对于取样垂线的数目，当河宽大于50m时，取样垂线不少于5条；水面宽小于50m时，取样垂线不应少于3条。
垂线上测点的分布，视水深大小以及要求的精度而不同。
（三）悬移质输沙量的计算人们从不断的实践中发现，当断面比较稳定、主流摆动不大时，断面平均含沙量（简称断沙）与断面某一垂线或某一测点的含沙量（简称单沙）之间有稳定关系。
通过多次实测资料的分析，建立其相关关系。
这样经常性的泥沙取样工作可只在此选定的垂线（或其上的一个测点）上进行，便大大地简化了测验工作。
根据多次实测的断面平均含沙量和单样含沙量的成果，以单沙为纵坐标，以相应断沙为横坐标，点绘单沙与断沙的关系点，并通过点群中心绘出单沙与断沙的关系线。
工程水文及水利计算-第2章
第二讲：气象与水文
内容
2-1 气象基本要素 2-2 水循环与水量平衡
2-3 河流与流域
2-4 降水及其观测 2-5 蒸散发及其观测 2-6 土壤水、下渗与地下水 2-7 径流形成过程
2-8 流域水量平衡
重点： （1）水文循环、水量平衡方程；
（2）降雨的成因及分类；
（3）径流的形成过程
§2-1 气象基本要素
2-3 河流与流域
1、河流
河流的基本特征
2-3 河流与流域
1、河流
河流的基本特征 河道纵比降： 任意河段两端(水面或河底) 的高差△h称为落差，单位 河长的落差称为河道纵比 降，简称比降，用小数或 千分数表示。
J hl h0 Dh l l
(h0 h1 )l1 (h1 h2 )l 2 ...... (hn 1 hn )l n 2h0 L J L2
2.气压场和气压系统
①等压线和等压面：某一水平面上气压相等各点 的连线，称为等压线；空间气压相等各点组成的 面，称为等压面，它是一个起伏不平的曲面。
②气压场：气压的空间分布称为气压场 ③气压系统的基本类型：包括低气压、高气压、 低压槽、高压脊、鞍（鞍型气压区）等等，统称 为气压系统。 ◆低气压：简称低压，其等压线闭合，中心气压 低，等压面向下凹陷如盆地，空气向中心辐合， 气流上升； ◆高气压：简称高压，其等压线闭合，中心气压 高，等压面向上凸出如山丘，空气向四周辐散， 气流下沉；
g d ——干空气绝热变化温度直减率，1℃/100m g m ——饱和空气绝热变化温度直减率。 g m <g d
二、气压： 1.大气的压强 = Z高度以上空气的重力总和
dp gdZ
工程水文及水利计算-流域产汇流计算
RS2 产生的 Q2,I (m3/s)
Q20 = 0
Q12 = Q2 Q21
Q21
=
Q11
RS 2 RS1
Q13 = Q3 Q22
Q22
= Q12
RS 2 RS1
Q1-4=Q4-Q2-3
Q23
= Q13
RS 2 RS1
……
……
计算单位线 q (m3/s)
q0 = 0
q1
=
10 RS 1
如表8-6所示，由式（8-28）即可根据地下净雨 过程求得流域的地下径流过程
§8-7 单位线法计算流域出口洪水 过程
一. 单位线定义与基本假定 （一）定义：单位时段内、分布均匀的单位地面净雨，
在流域出口断面形成的地面径流过程，如图8-15。
·单位时段 t ： t =（1/3～1/2）tr， 常选 1，3，6，12，24h
（二）分解法：对多个时段净雨的洪水过程 总的地面径流过程分解为各净雨独立产生的地面
径流过程→按缩放法由某单位时段的地面径流过程求 单位线
以两个时段净雨的流量过程为例，方法步骤如下
1. 分割地下径流，求地面径流过程 Q ~ t 和地面径
流深
RS
=
Qi t F
2. 求地面净雨过程：RS1，RS2 如降雨径流相关图法，注意计算的各时段净雨之和
一定等于RS 3. 将地面径流过程分解为各时段净雨的地面径流过程
（ Q ~ t ）1、（ Q ~ t ）2：按假定一和假定二进 行，如下表
时间 t( t )
0 1
净雨 RS,I(mm)
RS1
Qi (m3/s)
Q0=0 Q1
2
RS2
工程水文的计算内容
工程水文的计算内容
工程水文的计算内容主要包括以下几个方面：
1. 降雨量计算：估算区域内一定时间内的自然降雨量，通常采用等值方法、等密度方法、等面积法等。
2. 洪水流量计算：通过水文分析方法计算出河流在一定时间内的洪水流量，通常采用径流量计算、洪水频率计算等方法。
3. 水位流量关系计算：通过河道横断面断面积与水位的关系，计算出各个水位下的流量值，建立水位-流量曲线。
4. 水力特征参数计算：包括闸门、堤防、道渠水力特征参数计算，通常采用一般水力学公式、实验公式等方法。
5. 河流设计洪水计算：根据地区的物理地理环境、河道水系情况，计算某一设计标准下的洪水流量值，并根据该值进行设计河道的断面大小、堤防高度、附属建筑物高度等的计算。
6. 险工评估：评估河道流域内险工的稳定性、影响面积及灾害程度等情况，可以采用水文模拟、人工干预模拟、地形分析、水文资料分析等方法。
7. 河道治理规划：根据河道流域内的降雨、流量、水位等参考数据，设计污水处理设施、间断式河段打底等治理方案。
河流推移质泥沙计算方法
众 集 、股 份 募 、以 工 代 赈 等 多 种 资 金 使 用 的 办 法 ， 全面做好农村自来水工程建设。
１ “推悬 比 ”概 念
悬 移 质 是 指“ 悬 浮 于 水 中 并 随 水 流 移 动 的 泥 沙 ， 推 移 质 是 沿 河 底 滚 动 、移 动 或 跳 动 的 泥 沙 ”， 它 是 根 据 泥 沙 运 动 方 式 进 行 分 类 的 。工 程 上 为 计 算推移质方便， 一般常用推悬比表示推移质大 小 。推 悬 比 是 指 通 过 河 流 某 断 面 推 移 质 沙 量 与 悬 移质沙量的比值。即
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２００６年第 １１ 期（ 第 ２４ 卷 ２６８ 期）
东北水利水电
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含水层较少甚至没有含水层， 水量不能满足生活 用水需要。受气候条件的影响地面蒸发量大， 地 表水也非常贫乏。每逢干旱时节， 地下水位大幅 度 下 降 造 成 部 分 村 屯 的 手 压 井 、筒 井 、大 口 井 干 涸 ， 无 水 可 用 。 水 源 保 证 率 低 ， 水 量 不 足 、用 水 不 方便， 不能保证基本的生存需求， 影响了农村经 济 发 展 和 社 会 稳 定 。再 加 上 工 农 业 和 城 市 经 济 快 速发展， 生产和生活用水量大幅度增加， 工农业 争 水 、城 乡 争 水 ， 使 一 些 地 区 农 村 生 活 饮 用 水 不 足问题更加突出。
一般流域面积决定推悬比的范围， 面积越 大 ， 推 悬 比 越 小 ， 从 表 １ 可 以 得 出 这 一 结 论 。分 析 其原因， 一方面随着流域面积的增大， 流域的坡
雨水降落到森林流域地面以后， 其枯枝落叶层， 一方面大大削弱雨强冲刷能力， 保护地面不被雨 水冲刷； 一方面把雨水涵蓄起来， 在雨后缓慢供 给河流， 从而平衡径流， 减少悬移质泥沙冲入河 道 。但 当 雨 强 较 大 时 ， 超 过 土 壤 储 水 能 力 时 ， 形 成 地面径流， 这样就会有相对较多的粗颗粒冲入河 道 。从 表 １ 可 以 知 道 ， 尽 管 该 流 域 泥 沙 总 量 很 少 ， 但推悬比较大， 植被较好就是一个重要原因。该 水 库 虽 然 较 小 ， 以 其 淤 积 少 、效 益 好 在 山 西 著 称 。
文献综述-长江口水文、泥沙计算分析
长江口水文、泥沙计算分析文献综述1研究背景河口地区是海陆相互作用最为典型的区域，其水动力条件复杂，如径流、潮汐、波浪、沿岸流以及地转科氏力等作用强烈；人类活动也颇为活跃，其作为经济发展的强势地位集中体现在沿江、沿海等地域优势上。
众所周知，河流泥沙资料是为防治水土流失、减轻泥沙灾害、合理开发水土资源、维护生态平衡等方面的宏观分析与决策研究，以及流域水利水电工程建设规划、设计和水库运用、调度管理等提供科学依据的重要基础工作。
我国属于多河流、广流域的国家，据统计，在我国长达21000多公里的海岸线上，分布着大小不同、类型各异的河口1800多个，其中河流长度在100公里以上的河口有60多个（沈焕庭等，2001）。
长江是我国第一大河，水量丰沛，输沙量大，全长约6300km，流域面积约180万km2，占全国面积的1/5。
其河流长度仅次于尼罗河与亚马孙河，入海水量仅次于亚马孙河与刚果河，均居世界第三位。
据长江大通站资料(1950~2004)，流域平均每年汇集于河道的径流总量达9.00 X 1011m3，并挟带约3. 78 X 108t泥沙(中华人民共和国泥沙公报，2004)，由长江河口的南槽、北槽、北港和北支等四条汉道输送入海。
根据长江口水流动力性质和形态特征，可分为径流段、过渡段、潮流段和口外海滨段。
过渡段是径流与潮流相互消长的河段，它自五峰山镇至徐六径，长约184km。
潮流段是潮流势力逐渐增强，径流势力相对减弱，风浪与风暴潮对河道的影响大增的河段，它自徐六径至河口，长约174km。
口外海滨段是诸多水动力因素非常活跃的场所，又受到海岸、海底等边界条件的制约，水流动力情况比较复杂。
它的大致范围是西起长江口拦门沙前端、东至水下三角洲前缘，南自南汇嘴附近、北达江苏省篙枝港(胡辉，1988；沈焕庭2000，2001；宋兰兰，2002)。
每个典型河段都有其固有的且相互影响的悬移质含沙量分布特性，它们在长江口地貌形态、河口演变过程中扮演着重要角色。
工程水文学复习整理
工程水文学期末复习整理第一章 绪论1.水文现象的基本规律: 周期性、随机性、地区性。
2、工程水文学的研究方法: 成因分析法、数理统计法和地理综合法。
第二章 水循环与径流形成1.海洋向内陆输送水汽, 内陆向海洋注入径流。
水量平衡方程:2、式中 ——给定时段内输入、输出该区域的总水量。
——时段内区域蓄水量的变量, 可正可负。
3、若河床切割较深, 地面分水线与地下分水线相重合, 这样的流域成为闭合流域。
由于地质构造原因, 地面分水线与地下分水线并不完全一致, 这种流域称为非闭合流域。
4、凋萎含水量（凋萎系数）, 植物根系无法从土壤中吸取水分, 开始凋萎, 此时土壤含水量称为凋萎含水量。
5、田间持水量, 指土壤中能保持的最大毛管悬着水时的土壤含水量。
当土壤含水量超过这一限度时, 多余的水分不能被土壤所保持, 以自由重力水的形式向下渗透。
6、当土壤孔隙被下渗水充满, 下渗趋于稳定, 此时的下渗率称为稳定下渗率。
7、降雨损失包括: 植物截留、填洼、入渗和蒸发。
8、径流的表示方法和度量单位（1）流量 , 是指单位时间内通过河流某一断面的水量, 单位为 。
径流总量 , 是指时段 内通过某一断面的总水量, 常用单位为 , 万 , 亿 , 有时也用其时段平均流量与时段的乘积表示。
其单位为 或 。
径流深 , 是指将径流总量平铺在整个流域面积上所得水层深度, 单位为 。
FT Q F W R 10001000== 径流模数 , 是流域出口断面流量与流域面积 的比值, 单位为 。
FQ M 1000= 第三章 径流系数 , 是指某一时段的径流深度 与相应降雨深度 的比值。
即第四章 因 , 故 。
第五章 水文资料的观测、收集与处理1、日平均水位的计算将当日 内水位过程线所包围的面积, 除以一日时间。
第四章 水文统计基本知识1、把数理统计方法应用在水文学上, 称为水文统计。
2、概率是理论值, 而频率是经验值。
在试验中事件发生的频率通常不等于概率。
输沙模数计算公式(一)
输沙模数计算公式(一)输沙模数输沙模数是指单位宽度河床上单位时间输沙量与其输沙能力的比值，是河流输沙特性的重要参数之一。
在河流的水动力学研究中，输沙模数被广泛地应用于河流的泥沙输移预测、河床演变模拟等方面。
以下是与输沙模数相关的计算公式和示例说明。
1. 背景介绍在河流中，泥沙的输移主要由水流的流动和河床底质的磨损作用共同完成。
输沙模数是描述泥沙输移和河床磨损程度的重要指标之一，对于河流调查、设计和治理具有重要的指导意义。
2. 输沙模数计算公式•输沙模数计算公式一：Q s/Q c=(τ/τc)m其中，Q s表示单位宽度河床上的泥沙输沙量，Q c表示单位宽度河床上的暂态输沙能力（一般表示为单位时间内通过河床单位宽度的最大泥沙输沙率），τ表示水流剪切应力，τc表示泥沙临界剪切应力，m表示输沙模数的经验系数。
•输沙模数计算公式二：Q s=α(τ−τc)n其中，α和n是与输沙特性有关的经验系数。
3. 示例说明假设某河段的单位宽度河床上的暂态输沙能力Q c=5000 kg/s，泥沙临界剪切应力τc=2 N/㎡，经验系数m=，并设定泥沙输沙量Q s和水流剪切应力τ变化的关系遵循计算公式一。
我们可以根据已知条件计算出输沙模数的具体数值。
1.当水流剪切应力τ=3 N/㎡时，根据公式一计算得到：Q s/Q c=(3/2)≈所以，此时单位宽度河床上的泥沙输沙量Q s=×Q c= 9185 kg/s。
2.当水流剪切应力τ=4 N/㎡时，根据公式一计算得到：Q s/Q c=(4/2)≈所以，此时单位宽度河床上的泥沙输沙量Q s=×Q c= 18370 kg/s。
通过以上示例可以看出，当水流剪切应力增加时，单位宽度河床上的泥沙输沙量也会相应增加，且增长速率与输沙模数的经验系数m有关。
结论输沙模数是单位宽度河床上单位时间输沙量与其输沙能力的比值，是河流输沙特性的重要参数。
利用输沙模数的计算公式可以进一步分析河流泥沙输移和河床磨损的情况，并为河流的规划、设计和治理提供科学依据。
工程水文及水利计算-第4讲
3-1 水文测站与站网
1、水文测站、站网
测站
根据测站的性质,河流水文测站又可分为基本站、专用站两大 类。 基本站是水文主管部门为全国各地的水文情况而设立的,是为 国民经济各方面的需要服务的。 专用站是为某种专门目的或用途由各部门自行设立的。这两类 测站是相辅相成的,专用站在面上辅助基本站,而基本站在时间 系列上辅助了专用站。
3-3 流量测验
2、流速仪法测流及流量计算
流速计算
部分流量的计算
由各部分的部分平均流速与部分面积之积得到部分流量。
qi=viAi
断面流量及其他水力要素的计算
断面流量 断面平均流速
Q q
i 1 i
n
v Q/ Ah A/ B源自A Ai1
n
断面平均水深
3-3 流量测验
3、浮标法测流
站网
布站的原则是通过所设站网采集到的水文信息经过整理分析后， 达到可以内插流域内任何地点水文要素的特征值，这也就是水 文站网的作用。 水文站网规划的任务：就是研究测站在地区上分布的科学性、 合理性、最优化等问题。 按站网规划的原则布设测站,例如：河道流量站的布设，当流域 面积超过3000～5000km2，应考虑能够利用设站地点的资料， 把干流上没有测站地点的径流特性插补出来。
Q qi wi v i
i 1 i 1 n n
测流工作实质上是测量横断面及流速测验两部分工作。
3-3 流量测验
2、流速仪法测流及流量计算
断面测量 河道水道断面的测量，是在断面上布设一定数量的测深垂 线，施测各条测深垂线的起点距和水深并观测水位。
3-3 流量测验
2、流速仪法测流及流量计算
点流速测算
N v Kn C K C T
[整理]河流泥沙测验方法
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河流泥沙测验方法河流中的泥沙，按其运动形式可分三类：悬移质泥沙浮于水中并随之运动；推移质泥沙受水流冲击沿河底移动或滚动；河床质泥沙则相对静止而停留在河床上。
三者没有严格的界线，随水流条件的变化而相互转化。
一般情况，河流中泥沙以悬移质为主。
描述河流中悬移质的情况，常用的两个定量指标是含沙量和输沙率。
单位体积内所含干沙的质量，称为含沙量，用Cs表示，单位为kg/m3。
单位时间流过河流某断面的干沙质量，称为输沙率，以Qs表示，单位为kg/s。
断面输沙率是通过断面上含沙量测验配合断面流量测量来推求的。
（一）含沙量的测量含沙量测验，一般需要采样器从水流中采取水样。
我国目前使用较多的采样器有横式采样器和瓶式采样器。
不论用何种方式取得的水样，都要经过量积、沉淀、过滤、烘干、称重等手续，才能得出一定体积浑水中的干沙重量。
水样的含沙量可按式计算：式中：Cs --- 水样含沙量，g/L 或kg/m3；Ws --- 水样中的干沙重量，g 或kg；V --- 水样体积，L或m3；（二）输沙率测验输沙率测验是由含沙量测定与流量测验两部分工作组成的。
为了测出含沙量在断面上的变化情况，由于断面内各点含沙量不同，因此输沙率测验和流量测验相似，需在断面上布置适当数量的取样垂线，通过测定各垂线测点流速及含沙量，计算垂线平均流速及垂线平均含沙量，然后计算部分流量及部分输沙率。
对于取样垂线的数目，当河宽大于50m时，取样垂线不少于5条；水面宽小于50m时，取样垂线不应少于3条。
垂线上测点的分布，视水深大小以及要求的精度而不同。
（三）悬移质输沙量的计算人们从不断的实践中发现，当断面比较稳定、主流摆动不大时，断面平均含沙量（简称断沙）与断面某一垂线或某一测点的含沙量（简称单沙）之间有稳定关系。
通过多次实测资料的分析，建立其相关关系。
这样经常性的泥沙取样工作可只在此选定的垂线（或其上的一个测点）上进行，便大大地简化了测验工作。
根据多次实测的断面平均含沙量和单样含沙量的成果，以单沙为纵坐标，以相应断沙为横坐标，点绘单沙与断沙的关系点，并通过点群中心绘出单沙与断沙的关系线。
河流推移质泥沙计算方法
河流推移质泥沙计算方法
河流推移质泥沙计算，也叫河流搬运模拟，是指在计算机环境下通过对河流搬运过程的模拟，建立河流网络模型，预测河流推移质泥沙的行为。
它考虑了河流搬运介质的拥挤性及搬运效率，同时和槽流流场结合，可以用来模拟河道垂直面横断面上砂砾质及泥沙浓度，分布和可操作状态，评估水流搬运特征及河道变化过程，以便为河道水资源的保护和管理提供优化的参考设计。
河流推移质泥沙计算主要包括三大类：
1. 河流沉积稳定性模拟。
主要用于计算河流推移质泥沙存在时，河道空间结构及水力学参数的变化情况，推导出河床与边坡高程变化数据，从而对河道调整方案的预拟性评价，提供参考。
2. 流域过程模拟。
主要用于模拟流域中水沙运移过程及影响因子的变化，以确定各类水体参数的变化情况，以评估水环境的体态及流域过程的控制。
3. 河床稳定性模拟。
主要用于对河床裸露岩石，河道砂砾质和泥沙搬运存在时，建立河道网络模型，模拟在不同水位及河床高程变化情况下，河流搬运模式的变化，进而评价河流搬运效率，河床稳定性及调整方案的预拟性评价。
总之，河流推移质泥沙计算是一套综合的模拟工具，可以实现对河流搬运质泥沙的模拟计算，为河流搬运的研究分析提供有效的参考，指导河道水资源的保护与管理。
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A=cK’J0.75F
Ws——流域年产沙量，万t； P1、P30、Px——年最大一日、年最大连续30日、年 汛期的雨量,mm； P 1 , P 30 , P x ——P1、P30、Px的多年平均值； c——系数，与地貌有关； K’——流域平均雨量与晋西平均雨量之比； F——流域面积，km2；J——主河坡降，‰
２.年悬移质年输沙量与汛期径流量（或汛期雨量）相关
３.以年悬移质输沙量与年径流量之比计算
（三）实测泥沙资料缺乏时
１.由悬移质多年平均侵蚀模数分区图查算
WS M SF
分区图刊于各省、区的水文手册中，模数由流域
位置查得
２.沙量平衡法
W s ,下 W s ,上 W s ,支 W s.区 Ws
0.9 1.3 30
Ms——次降雨洪水的产沙模数，t/km2; P——次雨量,mm；应≥临界值10mm,否则无效； Ｉ30——次雨中最大连续30 min 的雨强，mm/h； L——坡面长度；s——坡度，%；K=0.4 ； C——休闲地1.0，秋作物0.8； B——梯田0.05，林地0.19，草地0.18
Ms=0.25(M+q)J1.07L0.4
Ms——次洪水产沙模数，t/km2; M——次洪水径流模数m3/km2; q——洪峰流量模数L/(km2.s)； J——主沟平均坡降； L——流域长度，km
3. 周明衍公式 Ws=AK2.8 K= 0.45 P1 P1 0.30 P30 P 30 0.25 Px Px
Cs,s=2
按P-Ⅲ型绘制悬移质输沙量的理论频率曲线和计算设计值 C 二、悬移质输沙量的年内分配
v,s
有资料时：选有代表性的丰沙、平沙、枯沙年的输沙月分 配过程，同倍比法放大计算
缺资料时：用参证流域的输沙月分配过程计算
三、洪水过程中的输沙变化计算
可采用输沙单位线计算
W s ,区
——可由分区图法或经验公式估算；
W s ——河段冲淤量，河床比较稳定时可
以不计
３.经验公式法估算
二、多年平均推移质年输沙量计算
（一）具有长期推移质资料时 直接用长系列资料计算其平均值 （二）具有短期推移质资料时 常常由建立的推移质输沙量与悬移质输沙量关系推算
（三）缺乏推移质资料时
1.用多年悬移质输沙量资料估算
图10-1
图10-2
二、影响流域产沙的主要因素
1. 降雨强度与地面净雨（径流）量， 如图10-3 2. 土壤地质特征 3. 植被特征 4. 地形特征 5. 人类活动措施
图10-3
三、流域产沙量预测
1.弗莱明（G..Fleming）公式 Ws=aQn Ws——年平均悬移质输沙量，t；Q——年平均流量，m3/s; a、n——系数，与流域植被情况密切相关 2.牟金泽公式
第十章 河流泥沙计算
§10-1 概 述 一、作用 为河流、水库、湖泊的冲淤计算提供依据 为流域泥沙控制与治理规划提供依据 二、内容 流域产沙规律 河流多年平均泥沙量及其年际、年内变化计算 三、泥沙分类 悬移质 推移质
§10-2 流域产沙
一、流域降雨产沙过程
面蚀（雨滴击溅和剥离泥沙→地面径流带入细沟）,图10-1 沟蚀（强烈的紊动水流沿程冲深、冲宽水沟）,图10-2 →坡地侵蚀→河道冲淤
§10-3 多年平均输沙量计算
多年平均输沙量→年际变化→各代表年的年内分配
一、多年平均悬移质年输沙量的计算
（一）具有长期实测泥沙资料时
资料审查与年径流类似，然后并按下式计算
1 n W S W S ,i n 1
（二）实测泥沙资料不足时：
将短期资料插补延长为长期资料，插补延长的方法如
１.年悬移质输沙量与年径流量相关
§10-4
输沙量年际、年内变化的计算
一、悬移质输沙量的年际变化
1.有长期资料（包括延长后的）时
类似设计年径流计算，采用适线法推求悬移质 输沙量的理论频率曲线和设计值 2.缺乏泥沙资料时 由年径流的离势系数 C v ,Q 估计输沙量的离势系
数C
v,s
Cv , s KCv ,Q
K——系数，由水文手册或表10-3查取
4.美国农业部通用土壤流失公式
Ms=KRPLSCB
Ms——土壤侵蚀摸数； K——土壤可侵蚀性因子； RP——降雨能量因子； LS——地形因子； C——作物管理因子； B——水土保持因子
根据上式，西Biblioteka 水保站实验资料分析的公式为L 1.8 s 3 M s 0.01P I K ( ) ( ) CB 20 5
W b W s
:平原河流0.01～0.05；丘陵区河流0.05～0.15；
山区河流0.15～0.30 2. 用该地区早期修建水库的淤积资料估算 3. 经验公式估算
W b 0.16(QJ )
0.97
M
1.46 s
W b ——多年平均推移质年输沙量，万t： Q ——多年平均流
量，m3/s；J——河床平均坡降； M S ——多年平均悬移质 侵蚀模数，t/km2