河流动力学作业

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工硕-河流动力学课程作业及参考答案

工硕-河流动力学课程作业及参考答案

河流动力学》专业选修课,40学时,2学分主要参考书:1.泥沙运动力学,钱宁,万兆惠,科学出版社2.河流泥沙工程学,武汉水利电力学院,水利电力出版社3.河流动力学,陈立,明宗富,武汉大学出版社,20014.河流泥沙动力学,张瑞瑾,谢鉴衡等,水利电力出版社主要参考以下问题写读书笔记1.叙述泥沙的颗粒性质,并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质?2.简要叙述泥沙的群体性质。

3.推导孤立圆球在无限静水中等速沉降的沉速公式。

4.简要叙述影响泥沙沉速的因素及其研究成果。

5.解释下面概念:拖曳力;上举力;粒间离散力;接触质;层移质;跃移质;床沙质;冲泻质;悬移质;推移质;输沙率;高含沙水流;异重流。

6.说明推移质与悬移质的区别。

7.推导以流速为主要参数的推移质输沙率公式。

8.何谓悬移质含沙量的垂线分布?简要叙述关于悬移质含沙量垂线分布的两种理论。

9.说明水流挟沙力的定义以及它与河床冲淤之间的关系。

10.简要叙述泥沙的存在对水流所产生的影响。

参考答案:1.叙述泥沙的颗粒性质,并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质。

答:(1)泥沙的几何性质泥沙的几何性质是指泥沙颗粒的形状和大小,或者说泥沙颗粒的形状与粒径。

泥沙颗粒的不同形状与他们在水流中的运动状态密切相关。

较粗的颗粒沿河底推移前进,碰撞的机会较多,碰撞时动量较大,容易磨成圆滑的外形;较细的泥沙颗粒随水流浮游前进,碰撞的机会较少,碰撞时动量较小,不易磨损,因此能够保持棱角峥嵘的外形。

①泥沙的粒径是泥沙颗粒的大小的量度,由于泥沙颗粒形状不规则,不易确定其直径,通常所说的粒径为泥沙的等容粒径的简称。

所谓等容粒径,就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。

设某一颗泥沙的体积为V,则其等容粒径为常用单位为 mm ,对较大粒径也用 cm 作单位。

d 3而球体的体积为 d,令两者相等,可以看到613)也就是椭球体的等容粒径即为其长、中、短轴长度的几何平均值。

在实际工作中,对于不易测量其长、中、短轴长度的泥沙,通常通过两种方法确定其粒径。

14-15-1河流动力学答案A

14-15-1河流动力学答案A

淮海工学院14 - 15 学年第 1 学期河流动力学试卷(A开卷)专业年级:港口航道与海岸工程12(1)一、名词解释(共5题,每题3分,共15分)1.体积含沙量和重量含沙量体积含沙量Sv:泥沙颗粒的体积/浑水总体积质量含沙量Sw:泥沙所占重量/浑水总体积2.泥沙粒径累积频率分布曲线横坐标表示泥沙颗粒粒径大小,纵坐标表示小于某一粒径id的泥沙质量(或颗粒数目)与泥沙总质量(或总的颗粒数目)的百分比3.沙粒阻力在水流作用于床面额全部切应力中,只有一部分直接作用在颗粒上,引发推移质的运动和床面形态的变化,这一部分叫做沙粒阻力。

4.河相关系冲积河流的河床在水流与河床的长期作用下,常取得与所在水文、泥沙条件相适应的最适合的外形,表征这些外形的因素(如河宽、水深、曲率半径等)与水力、泥沙因素(如流量、比降、泥沙粒径等)之间常存在某种函数关系,这种关系称为河相关系。

5.潮流界潮波和潮流上溯的过程中,既受到河床阻力的影响,又受到径流下泄的阻碍,潮汐的能量逐渐消耗。

当潮波推进到达某一地点时,涨潮流速和径流下泄流速相抵消,潮水便停止倒灌,此处为潮流界。

二、简答题(共5题,每题5分,共25分)1.河流的分类河流分为:山区河流、平原河流、潮汐河流。

平原河流根据形态、演变特征可分为:弯曲河道、分叉河道、顺直河道、游荡河道。

2.河口的分类,并说明钱塘江、黄河、黄浦江和长江分属何种河口?潮汐河口的分类:一、按河口形态特征分类1)三角港河口2)三角洲河口。

二、按河口区的动力和来沙特征分类1)强潮海相河口(钱塘江)2)弱潮陆相河口(黄河)3)湖源海相河口(黄浦江)4)陆海双向河口(长江)。

三、按潮汐强弱分类1)感潮河口2)中潮河口3)弱潮河口3.Shields数的含义及其物理意义。

Dscc)(γγτ-=Θ为无量刚临界起动切应力,该值越大,泥沙的可动性愈强,因而它可以看作床沙运动状况的一个重要指标,决定了推移质运动的强度。

4.位于水平河床上的非粘性泥沙而言,促成泥沙起动的力有哪些?赖以抗拒的力有哪些?粘性颗粒起动时还需考虑粘结力,粘结力的影响因素?促成泥沙起动的力有:上举力、推移力、脉动压力等,赖以抗拒的力有:重力、粘结力等5. 阐述河床演变的基本原理输沙的不平衡性。

河流动力学习题集

河流动力学习题集

《河流动力学》习题集第一章1、泥沙粒径有哪些表达形式?2、试分析粒配曲线图上沙样曲线组成的相对均匀程度。

3、比表面积指什么?它有何重要意义?4、什么是双电层与结合水? 双电层的厚度与液体中反离子浓度有何关系,对絮凝有何影响?5、何谓泥沙干容重?它受哪些因素的影响?6.什么是泥沙的沉速?球体沉速与等容泥沙的沉速是否相同?为什么? 7.泥沙沉速在层流、紊流、过渡区中的计算公式有何不同?如何判别这三种绕流状态?8.窦国仁建立沉速公式的基本出发点是什么?该公式的优缺点如何? 9.原水利电力部规范推荐的沉速计算公式有哪些?10、按水利部规范推荐的公式分别计算D=0.01,0.5,3mm时的沉速。

(g =9.841m/s2,水温为20°C)11、当D=0.5mm时,按岗恰洛夫公式,沙玉清公式,张瑞谨公式,窦国仁公式分别计算水温为20°C时,泥沙的沉速。

12.什么是絮凝现象?影响絮团沉速的因素有哪些?第二章1、已知泥沙粒配资料如下,做泥沙粒配曲线,并用合适的代表粒径,按照岗恰洛夫和沙莫夫公式,求水深h=0.5时的起动流速Uc。

2、推移质运动规律的研究涉及哪些环节,实际意义如何?3、按运动状态的不同,泥沙运动的形式有哪几种,和水流强度的关系怎样?其中推移质运动多以哪种运动形式出现?4、推移质和悬移质有何区别?它们是如何进行交换的?5、怎样表示泥沙的起动条件?如何判别床面泥抄是否起动?定量判别泥沙是否起动的困难是什么?6、试列出泥沙颗粒以滑动形式起动时力的平衡方程式,并推导出起动流速公式的一般结构形式。

运用多种形式的流速垂线分布公式,将近底流速u o转换为垂线平均流速U,进而推导出泥沙起动流速公式U C。

7、希尔兹的起动拖曳力理论有何特点?试推导希尔兹的起动拖曳力公式。

8、运用希尔兹理论求起动拖曳力时需要哪些实际资料,计算步骤如何?9、已知组成河床泥沙的资料如下,河流水深h=1.2m,比降J=0.9×10-4,水温T=20℃,水流为均匀流。

河流动力学-(河床演变)-测试题

河流动力学-(河床演变)-测试题

河流动力学-(河床演变)-测试题一、判断题:(每题2′,共50′)1. 对于较大河流,其上游多为山区河流,下游段多为平原河流,下游与入海口之间为潮汐河流。

[判断题] *对(正确答案)错2. 山区河流一般为冲积河流,平原河流和潮汐河流一般为非冲积河流。

[判断题] *对错(正确答案)3. 影响河床演变的主要因素包括:①来水条件;②来沙条件;③河谷比降;④河床形态和地质条件。

山区河流①、②两个因素起主导作用;冲击平原河流③、④两个因素常起主导作用。

[判断题] *对错(正确答案)4. 较大河流的上游段多为平原河流,下游段多为山区河流,下游与入海口之间为潮汐河流。

[判断题] *对错(正确答案)5. 河床演变的具体原因千差万别,但根本原因是输沙不平衡。

[判断题] *对(正确答案)错6. 顺直型河道河床演变具有浅滩和深槽交替发生冲淤的特点,浅滩:枯冲洪淤;深槽:洪冲枯淤。

[判断题] *对(正确答案)错7. 弯曲型河道主流线“高水傍岸、低水居中”,顶冲点“高水上提、低水下挫”。

[判断题] *对(正确答案)错8. 弯道的深泓线靠近凸岸,凹岸为边滩;深槽水深和边滩宽度随弯道曲率增大而增大。

[判断题] *对错(正确答案)9. 弯道水流作曲线运动,由于离心力作用使水面产生横比降,凸岸水面高于凹岸水面。

[判断题] *对错(正确答案)10. 弯道水流的表层水流向凸岸,底层水流向凹岸,形成弯道环流。

[判断题] *对错(正确答案)11. 弯曲河道发生撇弯时,凹岸是发生淤积的。

[判断题] *对(正确答案)错12. 自然裁弯与切滩是两种不同的现象,对河势的影响,切滩比自然裁弯要强得多。

[判断题] *对错(正确答案)13. 当河湾发展成曲率半径很小的急弯后,遇到较大的洪水,水流弯曲半径远大于河湾曲率半径,这时在主流带与凹岸急弯之间产生回流,使原凹岸急弯淤积,这种突变称为切滩。

[判断题] *对错(正确答案)14. 自然裁弯是在两个河湾之间狭颈上进行的,切滩是在同一个河湾的凸岸进行的。

河流泥沙动力学习题及答案

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。

河流动力学作业六

河流动力学作业六

《河流动力学》课程报告专题六、七:河流泥沙数学模型及河工模型1 河流泥沙数学模型简介随着计算机技术的高速发展和河流泥沙基本理论的进步,水沙数学模型得到了快速发展,被广泛地应用于水利工程、江河治理和河口海岸与泥沙运动有关的领域中,解决了很多生产难题,发挥了巨大效益。

水沙数学模型包括:1D模型、平面2D模型、立面2D模型、准3D、完全3D等。

数学模型要求应该能够严格遵守物理原理、边界和初始条件,能够节省时间、人力和成本,具体的模型选择要经过方案比选与优化。

泥沙数学模型的功能主要是帮助解决实际问题和发现新的机理或规律。

前者包括:河道演变、水库泥沙淤积、水力工程的下游冲刷、取水口的稳定性、引航道及港地回淤、河口海岸工程泥沙问题。

后者主要是通过对比分析大量计算方案成果,有可能发现河道演变、水库泥沙淤积等的内在机理。

这是模型试验和资料分析无法达到的,因为这些方法所反映的情况是有限的。

数学模型应满足一下基本要求:满足物理的基本原理、被分析方法所检验(分析解、人工解)、被实验和实测资料所检验、可以预测主要的物理过程、数值解稳定收敛、数值结果可接受、符合实际情况。

2 河流泥沙数学模型的控制方程、模型建立与使用主要方程包括水流连续方程、水流运动方程、泥沙连续方程以及其他补充方程。

常用的控制方程包括:3D悬移质运动扩散方程、3D水流运动方程、平面2D水流泥沙运动方程、立面2D水流泥沙运动方程、1D水流泥沙运动方程(水流连续方程、水流动量方程、泥沙连续方程)。

数学模型的建立流程如下:数学模型的使用中,以下环节需要重点关注和讨论分析:微分方程的离散,挟沙能力的分析及其表达式使用、挟沙能力系数,回复饱和系数的表达式,边界和初始条件,断面信息提取,曼宁糙度系数,非均匀沙的处理,悬移质级配,淤积物级配,床沙表层级配,床沙柱状分层调整,河床变形,断面修正等。

3 河工模型概述河工模型是研究河床演变、河道整治及洪水预测预演和水库运用方式等边界条件复杂、三维性较强等问题的重要手段。

河流动力学作业参考答案.

河流动力学作业参考答案.
2.24动床河工模型设计中的一个重要参数是沉速比尺/p m ωλωω=,其中下标p表示原型沙的沉速,下表ω表示模型沙的沉速。为了达到原型,模型淤积部位相似,常令
(
1/2
v h ωλλλ==,其中
h λ是模型的垂向长度比尺。已知原型沙的容重是
32650/s kgf m γ=,原型沙的中值粒径是500.03D mm =,原型中水温为20℃。模型的垂
向长度比尺40h λ=,模型中用容重为31500/s kgf cm γ=的电木粉末作为模型沙。试求: (1试验时水温控制在20℃,则模型沙的中值粒径50D应是多少?
(2试验中的实际水温是5℃,此时仍按(1算出的模型沙中值粒径50D进行试验,则试验中实际的沉速比尺ωλ是多少?
(3试验时水温控制在20℃,但模型中悬沙浓度为100kg/m3
ln 10011
∑=∆∙=n
i i i mg
p D D
注:关于级配曲线的定义错的比较多,并不是以粒径的对数或是负对数为横坐标,也不是
按几何级数变化的粒径尺度为分级标准……只要跟上述表达的意思一致都为正确答案。
2.6某海滩的沙粒粒度范围是1.43.6φ=-,试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围解:因为D 2log -=Φ,其中D为颗粒粒径,所以可得到2
(3模型中1006.67%1500W
V s
S S γ=
=
=, ((55
110.06670.7082V S ωω=-=-=;于是:(
1/2
00
1.4121.4121.4128.930.7082p p p h m ωωωωλλωωω=
==⋅===⋅注:这个题目大家的问题比较多。
1.公式的选择,最好用Stokes公式。当然采用表2-8种其它三种层流计算公式不影响计

河流动力学课后习题答案第一章

河流动力学课后习题答案第一章

1.1试分析人工或天然水系中所谓的“死水”或“活水”是否属于动态系统。

它们是封闭系统还是开放系统?举例说明本校园内的人工河流、湖泊属于何种系统?答:“死水”或“活水”属于动态系统,“死水”是封闭系统,“活水”是开放系统。

校园内的人工河流、湖泊与外部环境既交换热量又交换物质,是开放系统。

1.2若一个封闭水体与外部环境只有能量交换(太阳能辐射),而没有物质交换(水量的流入流出),试分析水体的演变趋势。

考虑两种初始条件:①水体十分纯净,没有任何营养物和微生物;②受到污染的水体,有大量污染物和微生物存在。

答:①水体十分纯净,封闭的水体不会发生变化。

②受到污染的水体,有大量污染物和微生物存在。

在水体中会有微生物大量繁殖,水体会进一步污染恶化。

1.3仿照图1-1的例子,试举出更多的实例什么是不稳定、亚稳定和平衡状态。

答:一个圆锥体,以其尖端竖立在一个平面上,这些物体都处于不稳定状态。

翻倒后,处于亚稳定状态,一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时,这些物体才会静止不动处于稳定状态。

1.4简要说明水文系统所包含的子系统,并指出我国大陆地区常见的子系统。

答:水文系统包含:1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统5、冰川系统6、地下水系统7、风成沉积系统常见的有1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统6、地下水系统7、风成沉积系统1.5在泥沙问题的研究中所采用的时间尺度有几种?它们适用于什么学科和什么问题的研究?答:三种。

地质学时间尺度以百万年计,研究地质旋回过程。

现代河流地貌学时间尺度为数十年至数十万年,研究侵蚀旋回。

工程学时间尺度为数天至数百年,降雨和水流与流域坡地、河道边界或人工建筑的相互作用及相应的演变过程。

河流动力学作业二

河流动力学作业二

河流动力学作业二《河流动力学》课程报告专题二:推移质1 概述沿河床床面滚动、滑动或跳跃前进的泥沙称为推移质。

推移质主要有以下特点:运动具有间歇性,与静止的床沙经常发生交换,前进速度远较水流速度小,属于运动泥沙中的较粗部分,会引起河床表面形成起伏的沙坡。

关于推移质运动,主要分以下三个部分内容讨论:泥沙起动、沙波运动以及推移质输沙率。

2 泥沙的起动在一定泥沙组成的床面上,逐渐增加水流强度,直到使床面泥沙由静止转入运动,这种现象即为泥沙的起动。

相应的临界水流条件称为泥沙的起动条件。

表达起动条件的形式一般有两种:起动流速或起动拖拽力。

就起动条件而言,均匀沙和非均匀沙,散体和粘性泥沙,平底和斜坡均各具特点。

由于起动标准存在不确定性,加上天然河流非均匀床沙起动的复杂性,作为河流泥沙动力学中一个最基本概念——起动条件,远未达到圆满解决的程度。

2.1 泥沙起动的物理机理2.1.1 作用在泥沙颗粒上的力水流作用下,床沙受到两类作用力:一类为促使泥沙起动的力如水流的推力和举力,另一类为抗拒泥沙起动的力如泥沙的重力及存在于细颗粒之间的粘结力。

此外,河水与地下水互相补给时河床内部出现渗流,床面泥沙还承受渗透压力(一般情况下渗透压力较小,不予考虑)。

水流推力是水流绕过考察颗粒时出现的肤面摩擦及迎流面和背流面的压力差所构成,水流举力则是水流绕流所带来的颗粒顶部流速大压力小、底部流速小压力大造成的,它们分别可用公式表达。

粘结力可分为原状粘土的粘结力和新淤粘性细颗粒的粘结力两类。

影响前者大小的因素较多,难以用数学关系简单表达,目前主要靠现场取样测定。

后者形成粘结力的原因无一致看法。

一种看法认为这种粘结力源于薄膜水仅能单向传压的特性,属于一种附加压力;另一种看法认为这种粘结力主要来自范德华力。

2.1.2 泥沙起动的随机性:沙粒形状及沙粒在群体中的位置都是随机变量,床面不同部位的瞬时起动底速或起动拖拽力也为随机变量。

2.1.3 泥沙起动的判别标准实验室广泛采用一种定性标准,即大体相当于克雷默所谓的“弱动”定为起动标准。

(完整版)河流动力学三基试题参考答案

(完整版)河流动力学三基试题参考答案

河流动力学三基试题参考答案一、基本概念1.泥沙输移比:某流域出口控制站实测的河流泥沙总量St与该流域的地表物质侵蚀总量Se之比,称为泥沙输移比。

2.推移质:泥沙以群体形式运动时,以滚动(包括层移)、跃移形式运动的颗粒统称为推移质。

3.悬移质:把悬浮在水流中,基本上与水流以相同速度作悬移运动的泥沙统称为悬移质。

4.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上不再像一般挟沙水流那样用牛顿流体描述。

5.异重流运动:两种或两种以上的流体相互接触,而流体间有一定的但是较小的重度差异,如果其中一种流体沿着交界面方向流动,在流动过程中不与其它流体发生全局性掺混现象的运动。

6.泥沙的水下休止角:将静水中的泥沙颗粒堆积起来,其堆积体边坡形成的稳定倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下休止角。

7.含沙量:单位体积浑水中固体泥沙颗粒所占的比例,一般有重量含沙量和体积比含沙量。

8.等容粒径:与泥沙颗粒体积相同的球体直径。

9.中值粒径D50:累计频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应的粒径值。

10.算术平均粒径D m:各粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值。

11.风化作用:岩石和矿物在地表环境中,受物力、化学和生物作用,发生体积破坏和化学成分变化的过程,称为风化作用。

12.泥沙的沉速:泥沙在静止清水中沉降速度达到恒定极限速度时,对应的沉速叫做泥沙的沉速。

13.泥沙的干容重:一般把单位体积沙样干燥后的重量称为干容重。

14.泥沙的容重:泥沙颗粒的实有重量于实有体积的比值(即排出空隙率在外)。

15.推移质输沙率:在一定水力、泥沙条件下,单位时间内通过过水断面的推移质数量称为推移质输沙率,用G b表示,单位一般用kg/s或者t/s。

16.泥沙的起动:设想在具有一定泥沙组成的床面上,使水流的速度由小到大逐渐增加,直到使床面泥沙(简称床沙)由静止转入运动,这种现象称为泥沙的起动。

河流动力学作业

河流动力学作业
1 已知江西赣江棉津站 1979 年 6 月 12 日实测泥沙级配资料:(1)绘制悬移质和推移质的累积级 配曲线; (2)分别确定悬移质和推移质的中值粒径,平均粒径 dm,拣选系数,几何均方差。 悬移质 粒 径 (mm) 累积百 分数 p 推移质 粒 径 (mm) 累积百 分数 p 0.007 24.7 0.10 0.5 0.01 31.9 0.25 3.30 0.025 48.9 0.50 15.3 0.05 63.7 1.0 41.1 0.10 90.0 2.0 71.9 0.25 95.6 5.0 93.5 0.5 99.2 10.0 98.8 1.0 100 20.0 100
3.某宽浅河道水深 H=2 米, 比降 J=0.0005,断面平均流速 V=0.8m/s, 河床泥沙组成主要有 0.25、 0.5、1.0 、2.0、 5.0、16.0mm 在上述水文条件下,哪些沙粒处在运动状态,分别采用下述三种关系式进行比较。 (取 ν = 2 0.01cm /s) (1)岗恰洛夫公式, (取 d95=16mm) (2)沙莫夫公式 (3)利用西尔兹关系
6.水槽试验资料,水深 H=0.141m,比降 J=0.0025,泥沙中值粒径的沉速 ω=0.0087m/s,根据流 速分布得到的卡门常数 κ=0.349,实测含沙量垂线分布为: 若取 y/H=0.04~0.05 处的含沙量为临底含沙量 Sa, (1) 用扩散理论的悬移质含沙量垂线分布公式,计算各测点的含沙量,并与实测资料比较。 (2) (2)用实测的含沙量资料分析确定 Z1 值。 Y(m) 0.003 0.006 0.015 0.021 0.039 0.047 0.061 0.092 0.121 0.135 S(kg/������������ ) 5.75 4.27 3.20 2.91 2.14 2.14 1.71 1.28 0.81 0.47

河流动力学概论(清华版)习题

河流动力学概论(清华版)习题

河流动力学概论(清华版)习题第二章1. 等容粒径、筛分粒径、沉降粒径的定义各是什么?为什么筛析法得到的泥沙颗粒粒径接近于它的等容粒径? 答:(1)等容粒径为与泥沙颗粒体积相同的球体直径。

如果泥沙颗粒的重量W 和容重γs (或体积V )可以测定,则其等容粒径可按下式计算:113366n s V W D ππγ⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(2)如果泥沙颗粒较细,不能用称重或体积法确定等容粒径时,一般可以采用筛析法确定其筛分粒径。

设颗粒最后停留在孔径为D 1的筛网上,此前通过了孔径为D 2的筛网,则可以确定颗粒的粒径范围为D 1<D <D 2。

(3)对于粒径小于0.1 mm 的细砂,由于各种原因难以用筛析法确定其粒径,而必须用水析法测量颗粒在静水中的沉速,然后按照球体粒径与沉速的关系式,求出与泥沙颗粒密谋相同、沉速相等的球体直径,作为泥沙颗粒的沉降粒径。

(4)对形状不规则的泥沙颗粒,可以量测出其互相垂直的长、中、短三轴,以a ,b ,c 表示。

可以设想颗粒是以通过中轴筛孔的,因此筛析所得到的颗粒的中轴长度b 。

对粒径较粗的天然泥沙的几何形状作统计分析,结果可以表达如下式:()13b abc =即中轴长度接近(实测结果为略大于)三轴的几何平均值。

如果把颗粒视为椭球体,则其体积为6V abc π=等容粒径为()11336n V D abc π⎛⎫== ⎪⎝⎭因此,如果上述各假设成立,则筛析法所得到的泥沙颗粒粒径(颗粒恰好通过的孔径)接近于它的等到容粒径。

2. 100号筛的孔径是多少毫米?当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法做粒径分析? 答:查表2-2知100号筛的孔径是0.149 mm ,当泥沙粒径小于0.1 mm 时就必须用水析法做粒径分析。

3. 什么是颗粒的形状系数?答:有时采用形状系数(shape factor )来综合表示颗粒形状特点,定义如下:SF =4. 密度、容重、干容重在概念上有什么区别? 答:颗粒的密度ρs 即颗粒单位体积内所含的质量,国际单位制单位为kg/m 3或g/cm 3,工程中常用t/m 3。

河流动力学作业

河流动力学作业

河流动力学作业作业一1. 有一(1=0.Im,从水深li=10m 的水面抛入7K 中,水的流速若不考虑动水流动的影响,求卵石沉到河底的水平距离?解:d=0.1m=100mm>2mm,^用沙玉清紊流区公式co=l.14 J —_ gd = 1.14 ^1.65x9.8x0.1 = 1.45 in /ss=ut=lx6.90=6.90 m故卵石沉到河底的水平距离为6.90m.2. 什么是泥沙沉速?球体的沉逮与等容泥沙的沉速是否相同?为什么?答:单颗粒泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度,称为泥沙的沉速。

球体的沉速与等容泥沙的沉速不相同。

因为泥沙的形状复杂,沉降中受到的阻力较球体沉降阻力大,同粒径的沉速有所减小。

答:当水质中含有较多的细颗粒泥沙,特别是含有复奈化学成分时,泥沙不再以单颗粒的形式下沉,而是结成一团下沉,这种现象称为絮凝现象。

影响泥沙絮凝作用的因素包括泥沙粒径、矿物成分.含沙量及水质等。

4.试比较岗恰洛夫、沙玉清.弓瘵瑾的泥沙沉速公式,说明在层流.紊流.过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不同?如何判别层流、紊汛过渡区这三种绕流状态?答:比较岗恰洛夫、沙玉清和张瑞瑾的泥沙沉速公式可得,三者在层流区的计算公式形式一样,其中岗恰洛夫和沙玉清的公式完全一致,阻力系数Cd 都取的"24,而张瑞瑾取的1/25.6。

三者在紊流区的泥沙沉速公式形式也完全一致,仅阻力系数取值不一样,最后简化而得的岗恰洛夫公式为3=1. 06可号1皿,抄玉清公式为3= 1.14J 牛绻,张瑞瑾公式为3=1.04寸牛匕如三者在过渡区的公式差异最大,岗恰洛夫对比了滞流区沉速公式的结构形式,认犬过渡区公式几个变量的方次应该介于滞流区和紊流区之间,取的d 的方次为1,比工的方次为2/3八的方次由-1逐Y2/3 1/ _ 1/渐増至0,最后取过渡区沉速公式的结构形式为3邙务(节丄严d, R 为无量纲系数,是表征粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素;沙玉清在研尢过渡区泥沙沉降规律时引逬了两个新的判数,即沉速判数S 。

河流动力学

河流动力学

河流动力学1 谷地最低点的连线成为(深泓线),或称为(溪线)2 含沙量的表示方法有(混合比含沙量)(体积比含沙量)(重量比含沙量)3 .(输沙不平衡)是引起河床演变的根本原因。

4 .河道整治规划必须遵循的原则是(全面规划)(综合治理)(因势利导)(因地制宜)(重点整治)(开发新材)5按丁坝结构型式分(抛石丁坝)(沉排丁坝)(土心抛石丁坝)6. .按洪水出现的季节及时间的不同,将汛期分为(凌汛) (桃花汛)(伏汛) ( 秋汛 )7. .根据洪水产生的原因的不同,将洪水分为(暴雨洪水) (融雪洪水)融冰洪水 (冰凌 ) (溃坝 ) )8. .反映洪水的强度和冲淤造床能力的要素(洪峰流量) 洪水总量(洪水流量)(洪峰水位)(洪水含沙量 )9. 水土保持和水库称为防洪工程措施中的(治本)措施,分洪工程和河道整治工程称为(治标 )措施10. 水库调度包括(防洪 ) 与(兴利 )。

11. 堤防的主要作用是(约束水流)(控制河势),防止河水泛滥成灾。

12. 堤身及堤基在渗流作用下,水体产生的局部破坏称为(渗透变形)。

13. 堤防按筑堤位置分为(江)堤,(河)堤,(湖)堤,(海)堤,(库)堤,(渠)堤。

14. 堤防巡查时的要求包括(五时)、(五到)、(三清)、(三快)。

15. 出现漫溢的抢护原则(水涨加堤)(水多分流)16. 出现漏洞的抢护原则(前截后导)、(临重于背)。

二.选择1.土质堤防的特点不包括(B )。

A.散类体结构 B.抗冲刷能力高 C.施工质量影响大 D.变形量大2.下列哪项不属于漏洞的抢护方法(C )。

A.塞堵法 B.盖堵法C.立堵法D.戗堤法3.五时不包括(C )。

A.黎明时 B.天黑时 C.水位无变化时 D.刮风下雨时4.散浸的抢护原则为(B )。

A.水涨加堤,水多分流B.临河截渗,背河导渗C.前截后导,临重于背D.反滤导渗,制止涌水带出泥沙5.临水截渗为哪种险情的抢护方法(B )A.漫溢B散浸C.漏洞D.管涌6.上挑丁坝轴线与水流方向夹角成(B )A.角度<90° B.角度>90° C.角度=90°7.对于非淹没式丁坝,当水流绕过丁坝时,上挑丁坝坝头水流流态( A ) A.紊流B平缓C渐变8.抛石丁坝,采用乱石抛堆,表面用砌石或较大的块石抛护,在细沙河床上需用沉排护底上游伸出坝脚约4m,下游8m,顶宽一般为( A ) A 1.5- 2.0m B 1.0-2.0m C1.0-1.5m9.若堤高在6米和10米之间,则选择坝顶宽为(B )米 A.3B.4C.5D.610.长江的长度(B )A 6387km B 6397km C 5464m D 6487km11.辽河的支流有(C )A浑河,绕阳河西辽河西拉木伦河B太子河西辽河,浑河C浑河,东辽河,太子河,西拉木伦河D浑河柳河太子河12.高于中水位以上的沙滩称为(A )A江心洲B江心滩C 浅滩D 边滩13.弯曲性河道的断面形状是(B)A抛物线形B对称三角形C马蹄形D多汊形三判断题。

河流动力学作业五

河流动力学作业五

《河流动力学》课程报告专题五:工程泥沙1 概述前面的部分如悬移质、推移质主要是对河流泥沙的成分进行划分进而更好的认识其特征,河流演变也多是讨论自然河流的长期变化规律与类型。

这部分主要讨论人类工程中引起的泥沙变化以及防止措施相关的问题。

包括水库淤积的现象和规律、水库冲淤计算、水库泥沙的防止、水力枢纽的防沙措施、水力枢纽下游的河床变形及其防治、灌溉工程引水口即渠系泥沙问题、桥渡附近的河床变形及整治等。

2 水库淤积的现象、规律与水库冲淤计算2.1 水库淤积的严重性在河流上修建水,将破坏天然河流水沙条件与河床形态的相对平衡状态,使水沙条件和河床形态重新调整。

库区水位壅高,水深增大,水面比降减缓,流速减小,水流的推移力和挟沙能力显著降低,促使大量泥沙在库内淤积。

其结果不仅招致水库有效库容减小,原设计的防洪、发电、灌溉等指标不能全部实现,更严重的是将威胁水库寿命,早晨水库报废。

此外,水库回水末端的淤积上延,将扩大淹没和浸没面积,给工农业生产带来严重影响,还将威胁上游城镇、工矿的安全和铁路、桥梁的正常使用,也会影响航运。

对库区来说,会磨损水轮机影响水电站运行,导致水质污染影响鱼类繁殖等。

水库淤积问题是一个世界范围的问题。

必须在规划设计时给予足够的重视。

2.2 水库淤积的纵剖面形态水库淤积的纵剖面形态可分为三种基本类型:(1)三角洲淤积。

广泛出现于湖泊型水库。

以官厅水库为例考察,可分为五段:三角洲尾部段(挟沙水流处于过饱和状态,金库泥沙的粗颗粒先在此落淤,淤积物主要是推移质和悬移质的较粗部分)、三角洲坡顶端(挟沙水流趋近于饱和,水流接近于均匀流,分选作用不大)、三角洲前坡段(水深陡增、流速举荐,水流挟沙力大减,挟沙水流处于过饱和状态,大量泥沙淤积,使三角洲不断向坝前移动)、异重流淤积段(部分异重流未能运行到坝前便发生支流现象,造成淤积)、坝前淤积段(由于不能排往水库下游的异重流在坝前形成浑水水库,泥沙以静水沉降方式沉淀)。

河流动力学闭卷

河流动力学闭卷

泥沙级配曲线粒配曲线:表示天然沙组成特性的曲线.绘制过程:取样→烘干→筛分→称重→点线→求各种特征值(1)取样筛分,获取各粒经组D i 泥沙的重量;(2)统计出小于和等于各粒经D i 的沙重,并算出其占总重的百分比p i;(3)准备半对数坐标纸(横坐标为对数分格,纵坐标是普通分格);(4)以粒经D i 为横坐标(对数坐标,从大到小),小于和等于粒经D i 的沙重百分比p i为纵坐标(普通坐标)绘制D~p粒配曲线。

.曲线坐标:半对数坐标粒配曲线反映的特性:⑴可反映沙样颗粒的大小和范围;⑵可反映沙样组成的均匀程度。

沙样的特征粒径(中值粒径d50与算术平均粒径d m关系?)粒径:单个泥沙颗粒的大小1、等容粒径:体积相当的球体直径;313166⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=sWVDπγπ粗颗粒2、平均粒径:• 算术平均:()3/c b a D ++= • 几何平均;3abc D =粗颗粒2、筛分粒径:刚好能通过筛孔的粒径;停留在D1,通过D2的平均粒径;细颗粒3、沉降粒径:粒径小于0.1mm 。

如:比重计法、粒径计法、吸管法等。

沙样组成(群体性):(1)代表粒径:中值粒径:d 50:级配曲线中p=50%对应的粒径。

算术平均粒径: Dm ,几何平均粒径dmg 1001∑==ni iim m PDD(2)非均匀特性:拣选系数φ和均方差σ(几何标准偏差)2575D D =ϕ ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=1650508421D D D D σ 泥沙淤积物干容重的概念?影响淤积物干容重的因素?泥沙的重力特性:一、泥沙的容重与密度1、定义s γ:泥沙颗粒单位体积的重量(T/m 3、KN/m 3)。

ss V Ws=γ 密实不含空隙的体积 2、常见值范围:=2.55~2.75T/m 3,通常取平均值s γ=2650kg/m 3。

3、有效比重:泥沙水下比重与水的比重之比,为无量刚值,a =1.65。

γγγ-=s a 水的比重=1 000kg/m 3二、泥沙淤积物干容重'γ沙样烘干后(100-105℃的重量与原状沙样体积的比值。

河流动力学+第三章

河流动力学+第三章

1.写出明渠均匀流动断面平均流速的经典阻力方程式。

答:, , ,,2.试述明渠均匀流动断面平均流速的对数律公式各变量的意义。

答:其中,k s为边界粗糙突起的高度,也称边壁粗糙尺度或床面粗糙尺度;,为沙粒阻力对应的剪切流速;χ为校正系数,R’为沙粒阻力对应的水力半径。

3.分析下列针对明渠水流阻力问题所作的判断是否正确:(1)Manning系数n只随边界粗糙度而变;(2)Darcy-Weisbach系数f不仅与边界粗糙程度有关,还与水深有关。

答:(1)错,n有时与水流状态有关,这很大程度上是天然河河底、河岸边界的可变性造成的。

如河底沙波的消长,或当河渠中的杂草生长时,水流强度低的情况下杂草直立使n值较大,而水流强度大的情况下(例如发生洪水时),杂草会倒伏,使得n值较小。

(2)对,因为,所以,所以f与R有关,而R与h有关,所以f与h有关。

4.Shields数可以看作哪两个力的比值?答:Shields数可以看作水流作用在床面上的剪切应力与床面颗粒抵抗运动的力的比值。

5.试说明水流的流区与床面形态之间的关系。

答:对应于定床水流的缓流、临界流、急流三种情况,可以将动床明渠水流的能态分为如下三种,各自对应于不同的床面形态。

(1)低能态流区:其床面形态包括:①沙纹;②沙垄。

(2)过渡区。

其床面形态是平整床面,这是从沙垄到逆行沙垄的过渡区。

(3)高能态流区。

其床面形态包括:①平整床面;②逆行沙垄和驻波;③急滩与深潭。

非平整状况下沙质河床形态统称为沙波。

6.某渠道断面为梯形,底宽为5.0 m,边坡1﹕2,坡降J = 3/10000(万分之三),边壁突起高度k s=0.008mm,无床面形态,试用Einstein的断面平均流速公式求Q=35m3/s时的水深。

解:,,因为是无床面形态,所以χ可查图3-10h=2.586m8. 已知:梯形断面渠道如图,Q=40m3/s,坡降J=8/10000(万分之八),b=5m,ν=10-6m2/s,泥沙粒径D35=0.3mm,D65=0.9mm,水深h=2.0m。

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作业一1. 有一(1=0.Im,从水深li=10m 的水面抛入7K 中,水的流速若不考 虑动水流动的影响,求卵石沉到河底的水平距离?解:d=0.1m=100mm>2mm,^用沙玉清紊流区公式co=l.14 J —_ gd = 1.14 ^1.65x9.8x0.1 = 1.45 in /ss=ut=lx6.90=6.90 m故卵石沉到河底的水平距离为6.90m.2. 什么是泥沙沉速?球体的沉逮与等容泥沙的沉速是否相同?为什么?答:单颗粒泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度,称为泥沙的沉速。

球体的 沉速与等容泥沙的沉速不相同。

因为泥沙的形状复杂,沉降中受到的阻力较球体沉降 阻力大,同粒径的沉速有所减小。

答:当水质中含有较多的细颗粒泥沙,特别是含有复奈化学成分时,泥沙不再以单颗 粒的形式下沉,而是结成一团下沉,这种现象称为絮凝现象。

影响泥沙絮凝作用的因 素包括泥沙粒径、矿物成分.含沙量及水质等。

4.试比较岗恰洛夫、沙玉清.弓瘵瑾的泥沙沉速公式,说明在层流.紊流.过渡区中 泥沙沉速的计算公式有何不同?如何判别层流、紊汛 过渡区这三种绕流状态?答:比较岗恰洛夫、沙玉清和张瑞瑾的泥沙沉速公式可得,三者在层流区的计算公式 形式一样,其中岗恰洛夫和沙玉清的公式完全一致,阻力系数Cd 都取的"24,而张瑞 瑾取的1/25.6。

三者在紊流区的泥沙沉速公式形式也完全一致,仅阻力系数取值不一 样,最后简化而得的岗恰洛夫公式为3=1. 06可号1皿,抄玉清公式为 3= 1.14J 牛绻,张瑞瑾公式为3=1.04寸牛匕如 三者在过渡区的公式差异最 大,岗恰洛夫对比了滞流区沉速公式的结构形式,认犬过渡区公式几个变量的方次应 该介于滞流区和紊流区之间,取的d 的方次为1,比工的方次为2/3八的方次由-1逐Y2/3 1/ _ 1/渐増至0,最后取过渡区沉速公式的结构形式为3邙务(节丄严d, R 为无量纲系 数,是表征粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素;沙玉清在研尢过渡区泥 沙沉降规律时引逬了两个新的判数,即沉速判数S 。

和过渡区粒径判数4两者均为沙 粒雷诺数R”的函数,只要找岀两个判数之间的关系即可从d 求岀3,而无须进行试 算,从而沙玉清沉速公式为也山+ 3.790 Sig "577?亠39。

张瑞瑾在研究泥沙的 静水沉速时认为过渡区的阻力既有粘滞力的特点,也有=6.90 s 什么是絮翩 象?影响絮擬的因素有哪些?10 145紊流区阻力的特点,只是两者的权重随沙粒雷诺数R施的变化而变化,采取阻力叠加原则得泥沙颗粒在静水中下沉时的绕流状态与沙粒雷诺数R&有关,当R M较小时(约小于0.5),属层流区,当R施较大时,(大于1000),属紊流区,当R&介于0.5与1000之间时,属过渡区。

5、试述含沙量对沉逮的影响。

答:当大量颗粒分散在流体中沉降时,由于互相的干扰,其沉速将小于单颗粒沉速,尤其是高含沙水流。

因为当水体中含较多泥沙时,含沙量的増大使浑水容重増加,下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊动使得沉速减小。

而当水体中含有较多细颗粒泥沙时,细颗粒泥沙和水中的电解质作用,将发生絮礙现象,含沙量较低时(小于15kg/m3),将形成互不相连的絮团,増大了颗粒粒径,造成沉速増加;含沙量进一步増大,絮团联成絮网结构,则使得沉速大幅降低。

含沙量对沉速的影响,取决于以上各因素的对比关系。

作业二1、试分析说明秒波的运动机理。

随着水流强度的增加,沙波经历哪些发展阶段?河道中为什么会产生沙波?答:沙波的运动与其附近的水流流态密切相关。

在沙波的迎流坡上,随着水流流速沿程不断増大,河床泥沙所处的状态逐渐由静止开始沿水流向下游运动,其运动速度也沿程不断增大,故迎水坡面受爪流冲刷而逐渐冋下游移动;泥沙越过波峰后,受背水坡上横轴坏流挟持,发生旋滚,在背流面上的流速负值区域內,存在逆水流向上游的运动,最终在其自身重力的影响下,在背流面上沉积,故水流越过坡顶后开始扩散,泥沙在背水面淤积。

另外,对于部分颗粒较小的泥沙,越过波峰后,可能随水流跃过横轴环流影响区,继续向下游运动。

所以迎水面冲刷.背水面淤积的综合结果使整个秒坡缓缓地向下游移动,其推进速度远水于水流的速度。

沙波随着水流在不断变化,具有产生、发展和消亡的过程。

随着水流强度的増强,沙波运动将经历静平床、沙纹、沙垄、过渡.动平整、沙浪及急滩与深潭几个不同的发展阶段。

沙波是在水流的作用下形成的,与水流强度的关系十分密切。

但是河床上为什么会岀现沙波,尽管己有众多科学工作者就此曾逬行了研究,但目前对于这个问题还并不十分清楚。

有的人认为沙波形成于水面波有关,这种观点虽然可以解释沙波的形成机理,但无法解释深水及无自由表面的水体中沙波形成的机理;另外一些人认为,沙波的形成是河床组成的不均匀性与水流的不稳定性的综合结果,但不能用来说明驻波或逆波的形成;还有一些人认为沙波和交界面失去稳定与形成波动有关,但当床面泥沙运动很微弱的时候,还将其看成是与水体不同的比重较大的流体则是不恰当的。

总之,关于沙波成因的问题远没有到彻底解决的程度,还有待进一步研究。

2、已知某河流床秒 d =0. 9nm,推移质平均粒径左0. 5mn,比降J=0. 0004,单宽流量90<F3n )5/ ( nrs ),水深h=l. 89m<»忽略岸壁談向 试用Ueyei -Petei 公式计算推移质单宽 输沙率。

解:平均流速为u=牛,则由曼宁公式可得: h『勺巾 _ h"js _ (1.89) “ x (0.0004) m u 一 qfh 一 歹 1.89n .=<=(^pl =0_0120[(-)^}V-0.047(r,-r )^]^ 故g 尸 z -----------------O.]25p w (^-^)g[ OAgoxg&i Mxo.oog-o.oaxi.dT&o.^ioY]3^=2.429x10“ t/(s m)3己知;梯形断面渠道,底宽25卧边坡系数呼2,流量OMOm'/s,坡降J=0. 0008,运动粘滞系数^二10 nf/s,泥沙粒径D$5=0 3mm, D w =0.9m 叫 水深H=L93m 。

设断 面平均流速U 由沙粒阻力决定,即可采用教材公式(4-5)计算平均流速(取修正系数 z=l),求沙粒阻力对应的水力半径R ,o(提示=假定R ,,试算求解)解:由己知可得,断面面积 A= (b-rmli)h=(S*1.93X2) X 1.93= 17.10 in 2式 4-5 为:f-=5・751g( 12.27空R ),且 d = JgRju • % v即 U=5/75揮了lg(12.27襄)°65故 Q =UA =2.688X 17.10=45.96 m 3/s>40 m 3/s再假定 R' = l ・ 19m,则同理可得 U=2.338m/s, Q=39.98m 3/s^40 m 3/s 故沙粒阻力对应的水力半径为1.19iiio4 •何谓推移质单宽输沙率?可以从哪些途径境行研究,各种研究途径的基本思路如 何?答:一定的水流及床沙组成条件下,单位时间内通过卑位宽度过水断面的推移质质量 或数量称为推移质单宽输沙率。

输抄率公式的计算可以以流速或拖曳力为主要参变数 进行研究,也可以根据能量平衡观点建立公式,还可以根据统计法则建立公式。

各种 研究途径的基本思路=0.0193 )妙=0.490 O.125X1W ( 2.65-1 2.65)x9.8 假定 R* = 1.5m 贝U U=5.75y9.8xl.5x0.00081g( 12.271X1.5 0.9X10-3=2.688 m /s 0.0120 0.0193如下:(1)以流速为主要参变数的推移质输沙率公式:认为影响推移质输沙强度的主要因素是流速,当u>u,时,泥沙开始运动,流速愈大,推移质输沙强度愈高。

(2)以拖曳力为主要参变数的推移质输沙率公式:认为影响推移质输沙率的主要因素是拖曳力,当拖曳力起动拖曳力兀时,泥沙起动,“愈大,&愈大。

(3)根据能量平衡观点建立的推移质输沙率公式:认为水流为维持泥沙处于推移质状态,必然要消耗一部分能量,即单位时间內搬运固体颗粒所消耗的能量等于水流所损失的势能乘以某一效率。

(4)根据统计法则建立的推移质输沙率公式:认为研究推移质运动若不考虑它的随机性质,就很难反映推移质运动过程的本质,因而利用概率论的方法导岀了推移质运动强度①和水流参数屮函数关系的表达式,从而可以由推移质运动强度e与输沙率&的关系求岀输沙率&。

作业三K为什么要将运动泥沙分为床沙质和冲泻质?它们各有什么特点?同一河段洪水期与枯水期•床沙质与冲泻质的分界粒径是否相同.为什么?客将运动泥沙分为床沙质和冲泻质是相对于河床组成和其来源而说的。

早在1940 年,爱因斯坦等人通过分析大量床沙及运动中泥沙的级配曲线时发现,床沙中粗的颗粒多于细的颗粒,运动中的泥沙则是细的颗粒多于粗的颗粒,而且运动泥沙中较细的一部分颗粒在床沙中也很少,甚至几乎没有,这些细颗粒在运动过程中与床沙几乎没有交换。

岀现这种现象是因为运动泥沙与床沙的组成有很大的差异,且输沙率与水流条件的关系有明显差异,故将其分为床沙质和冲泻质,这样更有利于分别研丸各自的输沙率和对河床演变的影响。

J 床沙质的特点:主要来自河床,在河床中大量存在,经常与床抄发生交换;在输沙量方面,和上游来沙量无关,只与本河段的水流条件有关;对河床的演变很大,称为造床质;分为次饱和、饱和和超饱和状态;在泥沙中的比例只占一小部分,主要以推移或悬移的运动形式。

冲泻质的特点:主要来自上游流域侵蚀,在河床中少有或者没有,几乎不和床沙发生交换;在输沙率方面,与本河段水流条件无关,主要决定流域来沙情况;对河床演变影响比较少,称为非造床质;运输状态次饱和状态;在泥沙中的比例占大部分,主要以悬移为主。

J 同一河段洪水期和枯水期,床沙质与冲泻质的分界粒径是不同的。

因为洪水期河床淤积,冲泻质转换为床沙质,床抄变细;枯水期河床冲刷,床沙质转换为冲泻质,床沙变粗,故床沙质与冲泻质的分界粒径也随之变化。

2. 用扩散理论研究含沙量沿垂线分布的出发点是什么?作了哪些假定?得到什么结果?适用于什么条件?还存在什么问题?可怎样改进?答:禺广散理论研究含沙量沿垂线分布的岀发点是二维恒定均匀流平衡情况下含沙量沿垂线分布的微分方程。

V作了如下三个假定:(1)沉速不随水深的变化而变化,等于静水中单个颗粒沉速;(2)悬移质扩散系数舞于动量交换系数务;(3)挟沙水流流速分布符合Kw-PwidH对数流速分布规律,并取卡门常数k=0.4j V罗斯得岀了二维恒定均匀流在不冲不淤的相对平衡情况下,相对含沙量沿水深分3布的方程式:丄仝1〕,又称为罗斯公式。

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