河流动力学 复习题

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泥沙特性粒径:就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。

粒配曲线的特点、参数、作法:沙样的平均粒径D…是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。

横坐标D 粒径,纵坐标P 百 分数。

作法:将粒配曲线的纵坐标p 按变化情况分成若干组,并在横坐标D 上定出各 组泥沙相应的上、下限粒径D 唤和D 亦以及各组泥沙在整个沙样中所占的重量百分比P 。

泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比称为孔隙率。

比表面积就是颗粒表面积与体积之比。

颗粒比表面积间接地反映了颗粒受到的物理化学作用与重力作用的相对大小。

颗粒表面离子层及周围的反离子层(吸附层及扩散层)构成颗粒的双电子层。

细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程叫做絮凝。

影响絮凝的因素:粒径、电解质价位、 含沙量、含盐量。

取未经扰动的原状沙样,量出它的体积,然后在烘箱内经100-105度的温度烘干后,其重量 (或质量)与原状沙样整个体积之比,称为泥沙的干容重或干密度。

单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉时的速度称为泥沙的沉降速度。

单位cm/s 推移质运动滑动或滚动的泥沙,在运动小始终保持与床而接触叫做接触质。

在床面附近以跳跃形式前进的泥沙叫做跃移质。

悬浮在水中运动,速度与水流速度基本相同的泥沙叫做悬移质。

河床上静止的泥沙颗粒,随着水流条件的增强,到一定条件时开始运动,这种现象称为泥沙 的起动。

床面泥沙由静止状态转变为运动状态的临界水流条件就是泥沙的起动条件。

可用流速、拖曳 力或功率表示。

用水流垂线平均流速来表示叫起动流速。

9 起动拖曳力是指泥沙处于起动状态的床面剪切力。

.MJ = 泥沙颗粒由运动状态转变为静止状态的临界垂线平均流速叫止动流速。

U :•二位?岗卡0.71 窦、沙0.83扬动流速是床面泥沙由静止直接转入悬移状态的临界垂线平均流速。

沙波形态的四种类型:带状(顺直)沙波、断续蛇曲(弯曲)状沙波、新月形沙波、舌状沙波 沙波运动两现象:一是沙波对床沙的分选作用,二是较粗泥沙运动的间歇性。

河流动力学复习资料

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等容粒径:容积与泥沙颗粒体积相等的球体的直径。

影响干容重的主要因素:1.粒径:影响孔隙率n(粒径↑,n↓,~↑,变化范围↓)2.淤积厚度:影响土的自重应力,自身固结压缩→影响n(淤积越深,~越大,变化范围越小;)3.淤积历时:影响排水固结充分程度→影响n(沉积越短,~越小;沉积越长,~越大,然后趋于稳定值;大颗粒稳定历时短,细颗粒稳定历时长)4.级配:影响n(组成越不均匀,n越小,~越大)影响沉速的因素:1.泥沙颗粒形状;2.水质;3.含沙量;4.边界(有界沉速<无界沉速;近壁沉速<远壁沉速;近底沉速<远底沉速;D/B越小,沉速越大);5.水体紊动推移质:靠近河床,间歇性运动(跃移质、接触质、层移质)。

其运动与河床冲淤变化息息相关。

推移质和悬移质的相对性(推和悬不能绝对分开,之间存在交换):1.从河底到水面,泥沙是连续的,中间有交错部分(泥沙分布具有连续性,悬沙中较粗的颗粒与推移质中较细的颗粒交错,悬沙时而滚动,底沙也时而悬浮);2.悬移质与推移质存在着交换(水流较弱时,悬移质→推移质;水流较强时,推移质→悬移质);3.运动泥沙与静止泥沙发生交换(悬沙→底沙→床沙→底沙→悬沙)。

推移质和悬移质物理本质上的区别:1.运动规律不同(推:运动取决于泥沙跳离床面时的受力情况;悬:不仅取决于泥沙跳离床面时的受力情况,还受悬浮作用的影响);2.能量来源不同(推:水流势能;悬:水流紊动动能);3.对河床的作用不同(推:影响河床颗粒本身;悬:河床颗粒间的水体)。

沙波:水流强度达到一定强度后,推移质运动的集体形式。

沙波的平面形态:1.带状(顺直)沙波;2.断续蛇曲(弯曲)状沙波;3.舌状沙波、4.新月形沙波(沙鳞)。

沙波运动两个现象:1.沙波对床沙的分选作用;2.较粗泥沙运动的间歇性。

沙波运动的发展阶段:1.静平整;2.沙纹;3.沙垄;4.过渡及动平整;5.沙浪;6.碎浪;7.急滩与深潭。

冲积河流阻力(动床阻力):床面阻力(沙粒阻力、沙波阻力)、河岸及滩面阻力、河槽形态阻力、人工建筑物的外加阻力。

《河流动力学》试卷(B)

《河流动力学》试卷(B)

2006—2007学年度第1学期2004 级水利水电工程专业间《河流动力学》课程试卷时试注意事项: 1. 考生务必将自己姓名、学号、专业名称写在指定位置;线考线 2. 密封线和装订线内不准答题。

题号一二三四五总分分数:选分评卷人一、填空题:(每小空 1 分,共 20 分)号学订封1.河流动力学是研究冲积河流在以及所发生的变化和发展规律的一门科学。

2.动床情况下,作用于河底的床面阻力一般包括和两种。

其中,只有一部分对沙波的形成(也即对:推移质的运动)直接起作用,这就是所谓的。

级年Froude 数是明渠水流在某特定断面上的、3.和业专的对比,决定了水流的流态。

装4.推移质运动可以分为、密及三种。

悬移质运动可以分为和两种。

名姓5.要研究泥沙运动规律,首先应了解泥沙的基本特性,它包括:、及,此外,还有对于细颗粒泥沙而言的,和对于粘性土壤而言的。

6.河流中运动着的泥沙,根据其运动状态的不同,可以分为、及三种运动形式。

选分评卷人二、判断题:(每小题2分,共10分)1.河流的变化和发展是水流与河床相互作用的结果。

( ) 2.利用筛析法所得的泥沙颗粒粒径接近于它的等容粒径。

( ) 3.泥沙的水下摩擦系数对分散颗粒而言,一般随着粒径的减小而减小。

( ) 4.泥沙颗粒在静水中下沉时,其周围水体的绕流状态与沙粒的雷诺数Re D有关。

( ) 5.所有的泥沙颗粒都以一定的转移概率分别经历推移质、悬移质和床沙这三种运动形式。

( )选分评卷人三、名词解释:(每小题 5 分,共 25 分)1.中值粒径 D50:2.泥沙的孔隙率:3.泥沙的沉速:4.比表面积:5.稳定渠道最优断面:选分评卷人四、简答题:(每小题10分,共20分)1.试述在泥沙的沉降过程中,绕流的状态及其判别方式。

2.试述推移质和悬移质之间在物理本质上的区别。

选分评卷人四、计算题:(25分)1.某河段长40km,平均河宽800m,一次含沙洪水过后的淤积物总重量为4000 万 tf 。

【免费下载】河流动力学复习题

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《河流动力学》复习题一、课件中讲述的名词顶冲点,含沙量,粒径,中值粒径,泥沙干容重,泥沙水下休止角,体积含沙量,,沉速,絮凝现象,比表面积,悬移质,推移质,床沙,高含沙水流,异重流,泥沙起动,起动条件,起动流速,起动拖曳力,粘结力,床面层,shields数,接触质、跃移质,沙波,沙粒阻力,沙波阻力,动床阻力,泥沙起动标准,止动流速,扬动流速,推移质输沙率,推移质单宽输沙率,紊动扩散作用,床沙质,冲泻质,水流挟沙力,饱和输沙,超饱和输沙,次饱和输沙,非饱和输沙,不平衡输沙,平衡输沙,悬浮指标,河床演变,单向变形,复归性变形,河床的自动调整作用,泥沙成型堆积体,河道节点,副流,侵蚀基点,河相关系,造床流量,平滩水位,环流强度,环流旋度,环流相对强度,水流动力轴线,河势,自然裁弯,撇弯,切滩,江心洲,耦合解、非耦合解,正态模型、变态模型,变率,相似理论基本原理,相似转换。

二、课后思考题1、如何分析粒配曲线上沙样组成的相对均匀程度?2、水利工程中一般把泥沙分为哪几类?3、泥沙粒径有几种测量方法,各适用于哪种情况?4、何谓泥沙干密度?干密度主要与哪些因素有关,它们是如何影响干密度大小的?5、何谓泥沙水下休止角?其影响因素如何?6、有一卵石,d=0.1m,从水深h=10m的水面抛入水中,水的流速U=1m/s,若不考虑动水流动的影响,求卵石沉到河底的水平距离?7、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?8、试比较岗恰洛夫、沙玉清、张瑞瑾的泥沙沉速公式,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、紊流、过渡区这三种绕流状态?9、张瑞瑾、唐存本、窦国仁关于粘结力形成的观点如何?张瑞瑾认为粘结力和哪些因素有关?10、怎样表示泥沙的起动条件?实验室如何定性判别床面泥沙是否起动?11、简要叙述张瑞瑾起动流速公式推导思路(步骤)。

12、某河道型水库长20Km,河床坡降0.0001,当入库流量为1000m3/s时,全库区平均河宽为200m,回水末端以上平均水深为5m,库区河床为均匀沙,D50=3mm。

河流动力学复习

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第一章绪论考核内容为学科的发展概况、课程的内容及学习任务。

1、了解河流动力学发展的历史;认识水流~泥沙~水电工程可持续发展间的相互关系。

2、了解水流运动与泥沙运动的重要性;3、理解课程的任务与特点;4、了解课程的主要内容。

考核知识点:1、河流动力学的任务2、水流~泥沙~水电工程可持续发展间的相互关系3、河流动力学的研究方法及特点第二章河流动力学基本概念考核内容为河流动力学基本概念1. 河道水流的基本特性:二相性、非恒定性、三维性、非均匀性2. 水沙运动的不平衡性3. 河道水流的水流结构及阻力损失考核知识点:1、河道水流的基本特性2、河道水流的水流结构及阻力损失第三章泥沙特性考核内容为泥沙的分类、泥沙的来源、泥沙的几何特性及泥沙的重力特性。

1. 泥沙的分类2. 泥沙几何特性:粒径,级配曲线,特征值3. 泥沙的重力特性:含沙量、浑水容重考核知识点:1、泥沙的分类2、泥沙的几何特性及重力特性。

第四章泥沙的沉速考核内容为泥沙沉速的定义、沉降过程中的三种状态、沉速公式、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。

考核知识点:1、泥沙沉速的定义、沉速公式2、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。

第五章泥沙的起动考核内容为泥沙起动的物理机理,泥沙起动的物理现象及受力分析。

考核知识点:1、均匀沙起动条件:力的表达式,散体及粘性泥沙的统一起动流速公式,2、散体泥沙的起动拖曳力公式,止动与扬动流速。

第六章沙波运动与动床阻力考核内容为沙波运动规律与动床阻力计算。

1. 沙波形态与运动状态,沙坡的发展过程及形成机理,床面形态判别标准,沙波尺度及其运行速度,推求推移质输沙率,沙波运动对河流的影响。

2. 动床阻力:河床与河岸阻力划分,沙粒与沙波阻力的划分,动床阻力的计算。

考核知识点:1. 沙坡的发展过程及形成机理,床面形态判别标准,沙波运动对河流的影响。

2. 动床阻力的计算。

第七章推移质输沙率考核内容为推移质输沙率计算方法。

1. 以流速为参数的推移质输沙率公式一般形式及常用公式:冈恰诺夫、列维、沙莫夫公式;2. 以拖曳力为参变数的推移质输沙率公式,公式建立的一般形式,特别是梅叶一彼德公式及应用,其他推移质输沙率公式简介。

河流动力学复习

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16.简述单颗粒泥沙沉降时不同运动状态下的运动特定和受力特点。 17.随着水流强度的增加,沙波经历哪些发展阶段? 18.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?其中推移质多以哪种运动形式出现? 19.推移质和悬移质有何区别?它们是如何进行交换的? 20.何谓推移质输沙率?可以从哪些途径去进行研究,各种研究途径的基 本思路如何? 21.何谓泥沙的起动条件?怎样表示泥沙的起动条件?如何判别床面泥沙 是否起动? 22.希尔兹曲线有何特点?希尔兹数的表达式如何? 23.何谓泥沙的止动流速与扬动流速?它们和起动流速有何关系? 24.沙波按平面形态可分为哪些类型? 25.试分析说明沙波的运动机理。随着水流强度的增强,沙波经历哪些发 展阶段?河道中为什么会产生沙波? 26.何谓动床阻力?它和定床阻力有何不同?如何划分床面与河岸阻力及 沙粒与沙波阻力?沙粒阻力与沙波阻力在泥沙运动中的作用如何? 27.何谓推移质的输沙率?可以从哪些途径去进行研究,各种研究途径的 基本思路如何? 28.爱因斯坦推移质输沙率理论有何特点? 29.历次作业题及测试题。 30.比较以垂线平均流速为主要参变数的推移质输沙率公式的特点。
4
59.什么是造床流量?确定造床流量有哪几种方法? 60.用计算法确定造床流量的步骤? 61.第一造床流量和第二造床流量的(特点和实际运用)区别? 62.河相关系指什么?不同河型的河相关系式有什么不同?
63.水利枢纽对其上下游河道有哪些影响? 64.试列举冲积河流的纵向和横向稳定指标,并阐明它们的 物理意义。 65.水库常年回水区和变动回水区指哪个区域?
2
31.重力作用和紊动扩散作用在泥沙运动中的作用如何?写出重力作用引起 的下沉的泥沙量和紊动扩散作用引起的上浮的泥沙量的数学表达式。 32.紊动扩散作用的影响因素有哪些?重力作用和紊动扩散作用的对比关系 对悬移质含沙量沿水深分布的影响如何? 33.超饱和状态、次饱和状态、饱和状态的含义? 34.何谓床沙质?何谓冲泻质?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?同一河段的洪水与枯水期,床沙质与冲泻质的分界 粒径是否相同,为什么? 35.将三维悬移质运动的一般扩散方程简化为二维恒定均匀流平衡情况下悬 移质扩散方程。 36.含沙量有几种表达形式?它们之间的关系如何? 37.悬移质与推移质在运动方式、能量来源及受力特点方面有什么不同? 38.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? 39.悬浮指标的表达式如何?其物理意义是什么?根据其物理意义说明其对 含沙量沿垂线分布的影响。 40.重力理论与扩散理论有何不同?重力理论有哪些可取之处与存在的问题? 41.什么是临底含沙量?它对研究含沙量沿垂线分布及悬移质输沙率有什么 作用?

(完整word版)河流动力学

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1。

等容粒径(假定球体)D : 算数品均值D : 几何品均值(椭球体)D:泥沙级配曲线(群体性):表示天然泥沙组成特性,在采集的代表沙样中,小于某种粒径的泥沙累计百分数与该粒径在半对数纸上的关系曲线.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:⑴平均粒径Dm :粒径按其所占重量的百分比为权的加权平均值。

1100n i i m i P d d =∆⋅=∑,max min 2i d d d +=⑵中值粒径50d 表示在全部沙样中,大于和小于这一粒径的泥沙重量刚好相等。

求法:粒配曲线—P=50%天然沙的平均粒径常常大于中值粒径2。

细颗粒泥沙的物理化学特征.细颗粒泥沙在含有电解质的水中,颗粒周围会形成双电层。

通常细颗粒泥沙的主要成分是粘土矿物,它们在含有电解质的水中会发生两种可能:电解质中的离子吸附在泥沙颗粒表面;泥沙颗粒表面的分子发生离解。

不论哪种情况都使泥沙颗粒表面带有负电。

由于凝絮作用,细颗粒在沉积时会连结成絮团,絮团与絮团会连接成集合体,集合体还会搭连而形成网架。

絮凝的新沉积物是一个高度蜂窝状的结构,含水量很高,密度很低,这样的淤积物具有很低的抗剪强度或粘结力。

3。

沉速概念,泥沙沉降状态.单颗粒泥沙在无边界影响的静止清水中的匀速下沉的速度。

因数值主要和粒径有关,也称水力粗度,常用ω表示,单位:cm/s.沉降的形式,泥沙颗粒在静水中下沉时的运动状态与沙粒雷诺数Re d ωνd G ==沙粒性力水流粘Z 力(式中和d 、ω分别为泥沙的粒径及沉速,ν为水的运动粘滞性系数)①层流状态下降:Re d <0。

5,颗粒基本沿垂线下沉,颗粒不发生摆动、转动、滚动,周围水体不发生紊乱现象。

颗粒沉降属于层流状态,下降速度较慢,绕流阻力以摩擦阻力为主,压差阻力相对较小,d C 与Re d 呈直线关系②紊流状态下降:Re d >1000, 泥沙颗粒脱离铅垂线,以极大的紊动状态左摇右摆下沉,附近的水体产生强烈的绕动和涡动。

河流动力学智慧树知到答案章节测试2023年云南农业大学

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绪论单元测试1.河流动力学就是研究河流在_、_和____三者共同作用下的变化规律的学科。

答案:2.泥沙运动研究的是泥沙_、_和____的机理。

答案:3.钱宁先生完成的三部巨著_、_和____奠定了我国泥沙研究在世界上的重要地位。

答案:4.河流动力学主要应用在以下几个方面,____、____、____、____、____。

答案:5.河流动力学的研究方法有_、_、____、____答案:6.()于1879年提出的拖曳力理论被广泛应用于推移质运动的研究。

A:DuboysB:FargueC:EinsteinD:Deacon答案:A7.河床演变的根本原因是()。

A:水流紊动B:重力作用C:输沙不平衡D:泥沙运动答案:C第一章测试1.脉动流速的时均值一定为零。

()A:错B:对答案:B2.脉动流速相对于时均流速较小,所以对于整个紊流场影响不大。

()A:错B:对答案:A3.关于雷诺实验,以下说法正确的是()。

A:涡体的形成就意味着紊流的形成B:雷诺数越小,粘滞性的稳定作用越小于惯性力的破坏作用C:只要惯性力大于粘滞力,涡体就一定会混掺到其它液层D:除了外来干扰,内在的不稳定性是促使层流转化为紊流的内因答案:BD4.水力光滑面就是十分光滑的壁面。

()A:对B:错答案:B5.某一固体边界,在某一雷诺数下是光滑面,而在另一雷诺数下可能是粗糙面。

()A:对B:错答案:A6.从19世纪以来很大一部分紊动理论的研究在于如何把脉动流速转换为时均流速,从而建立_和_之间的关系。

为了建立二者的关系,普朗特假设水团起点和终点的任何平均性质的差别,等于该性质在终点的_,这个自由行程叫做_。

答案:7.影响糙壁流速分布的主要因素有()。

A:相对粗糙度B:床面切应力C:绝对粗糙度D:沙粒雷诺数答案:AB8.影响光壁流速分布的主要因素有()。

A:水的密度B:粘滞性C:绝对粗糙度D:床面切应力答案:ABD9.混合长度与_无关,只是_的函数。

答案:10.对于二元均匀流,。

河流动力学概论(清华版)习题集

河流动力学概论(清华版)习题集

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。

(完整版)河流动力学三基试题参考答案

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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。

往年《河流动力学》考试试题2

往年《河流动力学》考试试题2

西北农林科技大学本科课程考试试题(卷)200 —200 学年第2学期《河流动力学》课程 卷 专业班级:水工专业 命题教师:审题教师:学生姓名:学号:考试成绩:一:单项选择题(从下列各题中选出一个正确答案,并将其代号写在题干的 上。

答案错选或未选者,该题不得分。

每小题2分,共20分) 得分: 分1、泥沙粒配曲线越缓,表明其泥沙组成 。

A、越均匀B、越不均匀C、粒径越细D、粒径越粗2、沙玉清在研究泥沙在过渡区得沉速时很有特点,他引进了两个无因次判数,一个名为沉速判数Sa,另一个粒径判数Φ,其中粒径判数Φ是 与沉速判数Sa得函数(比值)Φ只与粒径有关,与泥沙无关,故称为粒径判数。

A、阻力系数B、粒径C、容重D、沙粒雷诺数3、下面四组概念中, 组的两个概念是不同得概念。

A、床沙与床沙质B、饱和输沙与平衡输沙C、推移质与床沙D、悬移质与悬沙4、作用于床面上的全部剪切力只有一部分对推移质得运动直接起作用,这就是所谓得。

A、沙波阻力B、沙粒阻力C、床面阻力D、动床阻力5、工程中常依据造床流量设计中水河床形态,这个流量一般取为 。

A、设计流量B、枯水流量C、平滩流量D、最大洪水流量6、当水流强度由弱到强变化时,河道床面形态发展顺序一般为 。

A、沙垄-沙纹-沙浪-动平整B、沙纹-沙垄-动平整-沙浪C、沙纹-沙垄-动平-整沙浪D、动平整-沙垄-沙纹-沙浪7、 水流分叉后,河道内的总水面宽比分叉前单一河槽的河宽 。

A、大B、小C、不变 8、当重力作用大于紊动扩散作用,即ys ys ∂∂−>εω*时,河床变化表现为 。

A、冲刷 B、淤积 C、冲淤平衡9、长江下游荆江河段属于 河道。

A、蜿蜒型B、分汊型C、游荡型D、顺直(微弯)10、根据张瑞谨的观点,悬移质的存在将使水流的阻力 。

A、增大B、不变C、减小 二、填空(将正确答案填入题干的 上。

每小题2分,共10分) 得分: 分1、河道发生淤积或冲刷的更本原因是 泥沙的紊动扩散作用 。

14-15-1河流动力学试卷A

14-15-1河流动力学试卷A

淮海工学院14 - 15 学年第 1 学期河流动力学试卷(A闭卷) 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2.泥沙粒径累积频率分布曲线3.沙粒阻力4.河相关系5.潮流界二、简答题(共5题,每题5分,共25分)1.河流的分类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?3.Shields数的含义及其物理意义。

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?12.顺直(微弯)型、弯曲型、分汉型、游荡型四种河道的河床演变规律。

5. 阐述河床演变的基本原理三、论述题(共3题,每题10分,共30分)1.叙述江苏沿海泥沙颗粒的类型,并阐述该种泥沙的特性。

3.推导stokes公式(附必要的文字说明)。

并阐述该公式适用的范围。

2四、计算题(共4题,共30分)1.比重为2.65的石块质量为5 kg,求其等容粒径。

4分2.一次洪水后,在一段长20 km、宽1000 m的河道中产生的泥沙淤积以重量计共为3000万tf。

试求:(1)设淤积物为粒径D50 = 0.2 mm的沙粒,干密度为1.20 t / m3,该河段的平均淤积厚度为多少?(2)若设淤积物为粒径D50 = 0.3 mm 的粉沙,干密度为0.70 t / m3,则该河段的平均淤积厚度又是多少?(6分)3.长江中游某河段实测平均水深h=25m,水力坡降J=0.8/10000,平均流速u=1.5m/s,床沙质平均粒径为D=0.25mm。

黄河下游某河段的一组实测值则为:h=1.6m, J=2/10000, u=1.5m/s,D=0.05mm。

(8分)a)求其床面剪切应力、Shields数、沙粒剪切雷诺数和Froude数。

b)计算不同河流中一半水深处的动量交换系数值。

34.已知无粘性颗粒相对密度为2.65,粒径为D=10.0mm,1.0mm和0.1mm求1)根据Shilds曲线,分别求其临界起动Shields数、临界起动切应力及剪切流速。

河流动力学复习

河流动力学复习

河流动力学复习1.河流动力学主要内容:水流结构、泥沙运动、河床演变。

2.等容粒径:体积与泥沙颗粒相等的球体的直径d=(6V/π)1/33.干密度:从自然界中取得的原状泥沙,经过100~105°C的温度烘干后,其质量与原泥沙整体体积的比值。

4.干密度主要受泥沙粒径、淤积厚度、淤积历时等因素的影响。

1)泥沙粒径:组成越均匀、粒径越大的泥沙沉积下来的干密度较大;2)淤积厚度:泥沙淤积物埋深越深,压实越明显,干密度也越大;3)淤积历时:泥沙干密度随淤积历时的增加而趋于一个稳定值。

5.泥沙沉降速度:指单颗泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度,简称沉速。

6.影响泥沙颗粒沉降速度的原因:颗粒形状、边壁条件、含沙浓度、紊动、絮凝等。

7.泥沙的起动:在具有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,这种现象叫做~8.希尔兹起动拖曳力公式:9.沙波:当水流强度达到一定程度、河床表面推移质泥沙运动达到一定规模时,河床表面会表现起伏不平但又看似规则的波浪状形态,称为~10.沙波运动:在沙波的迎流面,由于水流流速沿程递增,泥沙发生冲刷;在沙波的背流面,受横轴环流的影响,泥沙发生淤积,沙波迎流面冲刷,背流面淤积的综合结果,形成整个沙波向下游“爬行”的运动态势,称之为沙波运动。

11.沙波的发展过程:沙纹,沙垄,过渡、动平整,沙浪,急滩与深潭。

12.动床阻力(水流作用在河床床面上的剪切力)分为:沙粒阻力,沙波阻力13.边界阻力14.推移质:在河流床面附近以滚动、滑动、跳跃和层移等方式运动的泥沙为推移质。

15.推移质运动形式:接触质、跃移质、层移质16.均匀沙推移质输沙率公式: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率强度的主要水利因素是水流流速,流速越大,则推移质输沙率越大。

2)以拖曳力为主要参变数,在大量试验资料基础上建立的推移质输沙率公式推移质输沙率主要决定于水流拖曳力,拖曳力愈大,则推移质输沙率愈大。

河流动力学复习答案

河流动力学复习答案

一动态系统的平衡状态:所有动态系统中都存在着建立和维持平衡的状态,平衡状态是指一种能力最低的状态。

地球最大的两个最大的动态系统:水文系统,地质构造系统水文系统包含哪些子系统:(1)大气层-海洋系统(2)坡面系统(3)河流系统(4)海岸线(5)冰川系统(6)地下水系统(7)风成沉积系统地貌学和河流工程学采用的时间尺度有何不同:现代地貌学----数千年至数十万年工程学------数天至数百年在此尺度上认为地质构造、地貌、气候是不变的河流的自然功能:(1)输运功能:将流域形成的径流和坡面系统侵蚀产生的泥沙像海洋排泄,同时维持河道的正常演变(2)水源功能:地表水和地下水补给源(3)汇水功能:在保证自净能力的情况下承纳工农业和城镇生活的排污(4)栖息地功能:陆生及水生生物(5)天然屏障的功能泥沙输运可以分为哪两部分:(1)坡面、沟道内的泥沙运动(2)河道内的泥沙运动泥沙输移比的概念和影响因素:(1)某流域出口控制站的实测站的河流泥沙总量St 与该流域的地表物质侵蚀总量Se 之比(St/Se)为泥沙输移比;(2)因素:小流域输移比与地表物质的矿物成分和粒径组成有关三Shields数可以看成是哪两个力的比值:shields数:Θ=τb/(γs-γ)=γHJ/(γs-γ)D 可以看做是水流作用在床面上的剪应力和床沙水下重量的比值低能态区、过渡区、和高能态区的含义以及各自床面(沙波)形态:(1)低:对应于定床水流为缓流情况的动床明渠水流的能态。

床面形态包括沙纹、沙垄(2)过:~~临界流~~床面形态是平整床面(3)高:~~急流~~床面形态包括平整床面,逆行沙垄和驻波,急流和深潭何为沙波?有哪几个发展阶段?是说明水流流区和床面形态的关系?沙波是非平整状况下沙质河床的床面形态。

发展:从丢水流能态区到过渡区再到高水流能态区,经历了平整-沙纹-沙垄-平整(过渡区) -逆行沙垄五个阶段床面形态是水流流区的判别依据明渠均匀流阻力的概念,U H J n的相互关系?对于明渠恒定均匀流,利用水流的能坡(J)断面平均流速(U)水利半径(宽浅型河道R ≈H)以及反映边壁粗糙状况的阻力系数n 这四个变量就可以求出明渠均匀流阻力方程(也叫断面平均流速);谢才:U=C√RJ沙波阻力与沙波发展过程的关系:沙波阻力一定是,沙波、沙垄阻力大;动平整的阻力小,再者沙波阻力会因为沙波—动平整—逆行沙垄而发生从大到小的变化,继而在形态变化时,阻力又增加了综合阻力:河床阻力和河岸阻力河床阻力:沙粒阻力和沙波阻力四何为泥沙起动条件?起动的水力学指标用三种方式表示?(1)当水流强度达到某一临界值时,静止于河床表面的泥沙颗粒就会开始运动, 这一水流强度临界值即为泥沙起动条件(2)三种方式:床面剪切应力、水流功率、平均流速①床面临界起动剪切应力τc满足Θc=τc/((γs-γ)D=f(U*D/ν) 时,泥沙起动②斜坡上,泥沙颗粒的临界起动条件为临界拖拽力满足下式时,泥沙起动:√(W` sinθ)2 +(F`d )2 =tanψ(W` cosθ—F L )F L 为泥沙的上举力;ψ为水下休止角;W`为泥沙的自重③当临界流速U C 满足沙莫夫公式或者其他时,泥沙起动Shields的起动拖曳力公式及shields曲线的特点F`d =tanψ(W`-F L)曲线特点:①Re* <10,不易起动,Θc随粒径的减小而增大;②Re* =10。

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―、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。

(完整word版)河流动力学复习

(完整word版)河流动力学复习

第一章绪论1、河流动力学是什么样的学科?主要研究什么?答:河流动力学是研究河道水流、泥沙运动、河床演变规律及其应用的学科.主要研究内容包括:①水流结构:研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布;②泥沙运动:研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理;③河床演变:研究河流的河床形态、演变规律以及人为干扰引起的再造床过程。

(由一条河流从表层到底部记忆,水流——泥沙——河床)2、河流动力学的鲜明特点:半经验半理论3、河流动力学的应用?答:①港口选址论证;②航道整治;③排除修建水利枢纽的不利影响第二章水流的紊动1、紊流的特性答:①即使在流量不变的情况下,流场中任意一点的流速和压力也随时间呈不规则的脉动;②紊流具有扩散性2、如何判断紊流的发生?答:通过雷诺数进行判断。

Re<2000左右,属层流;Re在10000~12000时,进入紊流范围3、紊流发生的分类答:①水流很快流过固体边界,边界是静止的,水流是运动的;②两种不同流速的液体相接触,在接触面上的流速梯度也产生漩涡;③水流绕过物体或物体在静水中运动时,在物体背面,水流发生分离而产生漩涡。

5、紊动切应力如何产生?主要内容?答6、流速分布公式实际应用注意问题?答:①天然河道Ks(明渠水流周界上的粗糙突起高度)难以直接测量.采用实测的方法来确定,即测出水槽的流速分布及u*值,再求出Ks;无法实测则查阅书册确定;②流速分布曲线原点对于不同床面不同第三章泥沙特性1、孔隙率?答:孔隙率是泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比 2、比表面积含义答:颗粒表面积与其体积之比 3、双电层现象?粘结水?粘滞水?答:水中(电解质中)离子吸附在泥沙表面和泥沙表面分子离解使泥沙颗粒表面带有负电荷,负电荷将吸引水中正电荷的离子形成吸附层。

吸附层的离子不足以平衡颗粒电荷,继续吸附异号电荷形成扩散层,这就是双电层现象。

粘结水:在泥沙颗粒表面负电荷的作用下,靠近颗粒表面,在吸附层范围内的水分子失去自由活动的能力,整齐、紧密排列,这部分被称为粘结水。

14-15-1河流动力学答案B

14-15-1河流动力学答案B

淮海工学院14 - 15 学年第 1 学期河流动力学试卷(B闭卷)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.泥沙干密度和干容重泥沙干密度:泥沙烘干后质量与原泥沙整体体积的比值称为泥沙的干密度。

泥沙干容重:泥沙烘干后重量与原泥沙整体体积的比值称为泥沙的干重度。

2.潮区界潮流界以上潮波仍继续上溯,但由于受到河水的阻滞,潮波波高急剧减小,直至潮差等于零,此处称为潮区界3.水流挟沙力在一定的水流条件与河床组成条件的相互关系中,悬移质中属于床沙质部分的饱和含沙量,叫做水流挟沙能力。

4.中值粒径即累积频率曲线上纵曲线上纵坐标取值为50%时所对应的粒径值。

换句话说,细于该粒径和粗于该粒径的泥沙颗粒各占50%的重量。

5.造床流量指其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的某一种流量。

二、简答题(共5题,每题5分,共25分)1.河口区潮汐的主要特征有哪些?1)口门处水面周期升降2)周期较长,潮波周长可达数百公里,远大于波高,属浅水长波3)在重力、惯性力和摩擦力的支配下潮波在河口区内传播是非恒定流4)潮波进入口门后会继续向上游推进5)河口区潮流的强弱可以用进潮量来衡量6)河口区潮波会发生变形。

2. 判别泥沙起动主要有哪几种方法?答:泥沙起动主要有两种方法:(1)流速大于等于临界起动流速(2)拖曳力大于等于临界起动拖曳力3. 分析粘性细颗粒泥沙起动的影响因素粘性细颗粒泥沙起动的影响因素有:水深、粒径、细颗粒泥沙容重、床面粗糙高度、细颗粒之间的粘结力。

而沙粒之间的空隙、沙粒在水平面上的投影及沙粒所受垂直压力(取决于水深h)都能影响细颗粒之间的粘结力。

4. 简述均匀沙推移质输沙率公式的代表方法和代表人物。

(1)以流速为主要参变数,沙莫夫公式,列维公式,冈恰洛夫公式(2)以拖曳力为主要参变数,梅叶-彼德公式,阿克斯-怀特公式(3)以能量平衡观点,拜格诺公式、窦国仁公式以统计法则,(小)爱因斯坦5.简述冲积河流阻力的划分。

河流动力学期末考试复习-单选题

河流动力学期末考试复习-单选题

《河流动力学》期末考试复习-单选题第一章绪论1.河流的发展变化是()与河床相互作用的结果。

[单选题]*A水流(正确答案)B泥沙C河床D河流2.()是河流动力学研究的核心内容。

[单选题]*A水流紊动B河床演变C泥沙运动(正确答案)D在实际工程中的应用第二章水流的紊动3.紊流中各水层的()不断进行交换产生了紊动应力。

[单选题]* A热量B质量C动量(正确答案)D含沙量4.在紊流中,总切应力应为:()。

[单选题]*T —11 ——+ pU V加AduT —11 —BT - pl1f、工du duT= fi——' ——4r [dyjD(正确答案)5.爱因斯坦于1950年引入(),将不同壁面条件对数流速分布公式合成一个公式的形式。

[单选题]*A摩阻流速u*B校正参变数x(正确答案)C粘性底层厚度8第三章泥沙特性6.泥沙等容粒径的表达式()。

[单选题]*A曲线aB曲线bC曲线cD曲线d(正确答案)A(正确答案)d = + c)Bd —\[abcC在+与D7.对于粘粒和粉粒,可采用的量测方法是()。

[单选题]*A直接测量法B筛析法C水析法(正确答案)8.根据泥沙粒配曲线可以看出,沙洋组成最均匀的是()。

[单选题]*第四章推移质运动图(9题-15题)9.如图所示,a表示()。

[单选题]*A静止河床(正确答案)B层移区C床面层D悬移区10.如图所示,b表示()。

[单选题]*A静止河床B层移区C床面层(正确答案)D悬移区11.如图所示,c表示()。

[单选题]*A静止河床B层移区C床面层D悬移区(正确答案)12.如图所示,d表示()。

[单选题]*A推移质B悬移质(正确答案)C床沙质D冲泻质13.如图所示,e和f表示()。

[单选题]*A推移质和悬移质B床沙质和冲泻质C接触质和跃移质(正确答案)D层移质和河床质14.如图所示,g表示()。

[单选题]*A推移质B悬移质C床沙质D床沙(正确答案)15.如图所示,h表示()。

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泥沙特性粒径:就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。

粒配曲线的特点、参数、作法:沙样的平均粒径D m 是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。

横坐标D 粒径,纵坐标P 百分数。

作法:将粒配曲线的纵坐标p 按变化情况分成若干组,并在横坐标D 上定出各组泥沙相应的上、下限粒径D max 和D min 以及 各组泥沙在整个沙样中所占的重量百分比p 。

D ∑∑==∆∆=n i i ni i i m P P D 11分选系数S 12575≥=D D o 泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比称为孔隙率。

比表面积就是颗粒表面积与体积之比。

颗粒比表面积间接地反映了颗粒受到的物理化学作用与重力作用的相对大小。

颗粒表面离子层及周围的反离子层(吸附层及扩散层)构成颗粒的双电子层。

细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程叫做絮凝。

影响絮凝的因素:粒径、电解质价位、含沙量、含盐量。

取未经扰动的原状沙样,量出它的体积,然后在烘箱内经100-105度的温度烘干后,其重量(或质量)与原状沙样整个体积之比,称为泥沙的干容重或干密度。

单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉时的速度称为泥沙的沉降速度。

单位cm/s 推移质运动滑动或滚动的泥沙,在运动中始终保持与床面接触叫做接触质。

在床面附近以跳跃形式前进的泥沙叫做跃移质。

悬浮在水中运动,速度与水流速度基本相同的泥沙叫做悬移质。

河床上静止的泥沙颗粒,随着水流条件的增强,到一定条件时开始运动,这种现象称为泥沙的起动。

床面泥沙由静止状态转变为运动状态的临界水流条件就是泥沙的起动条件。

可用流速、拖曳力或功率表示。

用水流垂线平均流速来表示叫起动流速。

起动拖曳力是指泥沙处于起动状态的床面剪切力。

2*U hJ o ργτ== 泥沙颗粒由运动状态转变为静止状态的临界垂线平均流速叫止动流速。

U C C KU =,岗卡0.71窦、沙0.83扬动流速是床面泥沙由静止直接转入悬移状态的临界垂线平均流速。

沙波形态的四种类型:带状(顺直)沙波、断续蛇曲(弯曲)状沙波、新月形沙波、舌状沙波 沙波运动两现象:一是沙波对床沙的分选作用,二是较粗泥沙运动的间歇性。

沙波表面附近的水流流速是沿程变化的,波峰处流速最大,波谷处流速最小。

床面阻力包括沙粒阻力和沙波阻力。

沙粒阻力系床面沙粒阻力的摩阻而引起也称为表面阻力。

沙波阻力属形状阻力,使迎水面与背水面产生压力差而引起。

沙粒阻力与沙波阻力就是动床阻力。

一定的水流及床沙组成条件下,河道处于不冲不淤输沙平衡状态时,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,以G b 表示。

推移质输沙率分五类:以流速为主要参变数、以拖曳力为主要参变数、根据能量平衡观点、从统计法则考虑以及按沙波运行规律来分析。

影响推移质输沙强度的主要水力因素是流速,流速愈大,则推移质输沙率愈大。

拖曳力与起动拖曳力的差愈大,推移质输沙率也愈大。

泥沙的沉积率:作推移运动的泥沙颗粒,当走完一个单步距离D λ后,如果正好落在水流上举力大于沙粒在水下的重量的一部分床面时,就不可能在那里沉积下来,而会继续第二个行程的运动。

泥沙的冲刷率:在单位面积的河床上,泥沙颗粒总数可以假定等于悬移质运动悬移质中较粗的一部分,以及绝大部分推移质可以看成是来自相邻 的上游段及本河段的河床,是从床沙中被带起动进入运动的泥沙称为床沙质。

在不冲不淤相对平衡状态时,床沙质数量可以由水流及床沙组成条件决定。

床沙质又称为造床质。

悬移质中较细的一大部分以及推移质中极小一部分是床沙中很少或几乎不存在的,它们起源于上游的流域冲蚀,是被水流长途挟带输送到本河段的称为冲泻质。

也称为非造床质。

含沙量表达方式:混合式 S=泥沙所占质量/浑水体积 体积比含沙量 S=泥沙所占体积/浑水体积 重量比含沙量 S=泥沙所占重量/浑水重量一方面紊动扩散作用使泥沙上浮 另一方面重力促使悬移质泥沙下沉。

悬浮指标:Z=*KU ϖ 指数Z 决定了悬移质含沙量沿水深分布均匀程度。

Z 愈小,悬移质分布愈均匀,反之则愈大。

三个基本假定:m y εε≡; 挟沙水流的流速分布遵循对数分布规律并取K=4; 泥沙沉速不随y 而变;扩散理论适用范围:泥沙颗粒较细、含沙浓度不大悬移质输沙率:是指一定水流与河床组成条件下,水流在单位时间内所能携带并通过河段下泄的悬移质中床沙质泥沙的数量。

平均含沙量S *是一定水流与泥沙条件下,河流处于不冲不淤临界状态时,单位水体所能挟带的悬移质中床沙质量数的平均值。

单位为kg/m 3或N/m 3也叫做水流挟沙力、饱和含沙量、临界含沙量。

制紊作用是指悬移质的存在将使水流的紊动减弱、水流阻力损失减小。

在一定水流与河床组成条件下,单位时间内能够通过河段下泄的沙量称为总输沙率。

把推移质输沙率与悬移质中床沙质输沙率之和叫做床沙质总输沙率。

把推移质输沙率与全部悬移质包括冲泻质在内的输沙率称为全沙总输沙率。

异重流异重流是指两种密度相差不大、可以想混的流体,在条件适宜时因密度差异而产生的相对运动;在运动过程中,各层流体能基本保持其原来的面貌,不因交界面上存在的紊动掺混作用而发生全局的混合现象。

演变表现形式分为:纵向变形和横向变形。

纵向变形:是指河道沿程所发生的变形,即河床纵剖面的冲淤变化,如河床的下切、抬高横向变形:也称平面变形,即河床沿着与水流垂直的水平方向发生形变,如河湾的发展、汊道的兴衰。

河道演变分为:单向变形和复归性变形单向变形是指河道在相当长的时期内只是单一的朝某一方向发展的演变现象。

复归性变形是指河道周期性往复发展的演变现象。

河床演变的根本原因是输沙的不平衡。

当上游来沙量大于本河段水流输沙能力,水流不能将上游来沙全部带走,本河段将发生淤积。

当上游来沙量小于本河段的输沙能力,则在本河段发生冲刷。

纵向输沙不平衡将引起河床纵向变形,横向输沙不平衡将引起横向变形局部输沙不平衡将引起河床局部变形。

河床演变的因素:1、河段来水量及其变化过程2、河段的来沙量、来沙组成及其变化过程3、和段的河谷比降4、河段的河床形态及地质状况——可人为控制河流根据形态和演变分为:弯曲河道、分汊河道、顺直(微弯)河道、游荡河道。

弯道水流使得凹岸方向的水面增高,凸岸方向的水面降低名词解释水流动力轴线为河段中流程各断面最大垂线平均流速所在位置的连线,亦称为主流线。

水流动力轴线的主要特点:1、它在弯道进口段或者在弯道上游的过渡段,常靠近凸岸,进入弯道以后,即逐渐向凹岸转移,至弯顶稍上部位才偏靠凸岸,主流开始逼近凹岸的位置叫做“顶冲点”。

2、主流线“低水傍岸”、“高水居中”;顶充点“低水上提”、“高水下挫”当河湾因土质不均匀,发展受到限制时,会形成曲率较大的锐弯,在适宜条件下,主流线由凹岸改趋凸岸,凹岸产生回流,泥沙在凹岸落淤,这种现象称为撇弯。

切滩是指在弯曲河段,水流由边滩漫过,冲刷滩上薄弱部位,使滩体一部分与边滩脱离成心滩的现象。

确定造床流量方法(1)平滩流量法;平河漫滩水位的流量为第一造床流量,平边漫水位的流量为第二造床流量(2)计算法;水流的输沙能力可认为与流量Q的m次及比降J的乘积成正比,所经历的时间可用其出现的频率P来表达。

G=Q m JP冲积平原河流处于平衡或准平衡状态时,其河床形态的有关要素之间及其与流域来水来沙条件和河床边界条件之间存在着某种函数关系,该关系称为河相关系。

潮汐河口的水流泥沙特点及河床演变河口区是指河流与受水水体的结合地段。

河口分为:支流河口、入湖河口、入库河口、入海河口、干旱三角洲。

潮汐河口区是河流注入到海洋的过渡区域。

河口口门是指河口段多年平均中潮位水面纵坡降线与平均海平面交点所在位置。

当潮波推进达到某一地点时,涨潮流速和径流下泄流速相抵消,潮水便停止倒灌,此处称为潮流界。

潮流界以上潮波仍继续上朔,但由于受河水的阻滞,潮波高急剧减小,直至潮差等于零,此处称为潮界区。

潮界区以上河水运动不受潮水影响。

自口门到潮界区之间的河段称为感潮河段。

按河口形态特征分为:1、三角港河口2、三角洲河口按河口区的动力和来沙量分为:1、强潮海相河口2、弱潮陆相河口3、湖源海相河口4、陆按潮汐强弱分为:潮差大于4米为强潮河口,2~4米为中潮河口,小于2米为弱潮河口潮波变形分为:1、超差的变化2、涨落潮历时不对称3、潮流速和潮位过程曲线出现相位差盐淡水混合类型:1、高度成层型2、弱混合型3、强混合型在一个潮周期内计算总水量,底部水流从净的上朔流转变为净的下泄流,沿程必有一个净泄量的地点,该处称为“滞流点”。

泥沙来源分:河口区泥沙有陆沙、河沙和海沙。

从海外进入河口区的泥沙一般已发生絮凝。

但当这些絮凝体经水流的紊动扩散作用而到达淡水去后,可能发生“絮散”现象,即由絮凝体分散成较细颗粒的泥沙。

细颗粒的泥沙经过海洋生物的脏腑时,颗粒表面便吸附了脏腑的粘液。

于是颗粒泥沙便相互粘结在一起,形成较大团粒,这就是团聚作用。

泥沙运动的滞后现象包括:沉降时差、冲刷时差。

泥沙运动的滞后现象,对于河口区泥沙运动、细颗粒泥沙的淤积部位有很大影响。

在河口区越向弯底,淤积的泥沙越细,例如黄河口沙嘴两侧出现由细颗粒泥沙淤积的“烂泥湾”,就可能与泥沙运动的滞后现象有关。

河口区的河床演变是水流与河床相互作用的结果。

影响演变的因素:来水、来沙和边界条件。

水流起主导作用,河口区的边界特征,如外形,也有很大影响。

河床变形计算河床变化两方面:一方面是通过床沙质来量和水流挟沙能力的对比关系使河床发生纵向的冲淤变化。

另一方面是通过该河段河岸抗冲力和水流冲刷力之间的对比关系使河流产生横向变形。

问答题:1、希尔兹曲线的特点:1、曲线为马鞍形。

2、床面处于光滑区时,泥沙受近壁层流层的掩蔽作用,需要更大的拖曳力才能使之运动。

3、当10/*>υD U 即D>δ时,近壁层不起掩蔽作用,随着粒径的加大,泥沙重量亦增大,加强了泥沙的稳定性,使起动拖曳力亦增大。

2、U*'和R b '是什么?为什么爱因斯坦常用它们来研究输沙问题?p73 U *'和R b '分别是同沙粒阻力相应的那一部分摩阻流速和水力半径。

前者是水流作用于泥沙并在其周围绕过时受到表面阻力,与此相应的传递到床面的那一部分水流势能所产生的紊动漩涡直接发源于床面沙粒附近,对推移质的搬运自然起着直接的作用;又由于处于河底,含沙量梯度大,这种紊动对泥沙的悬浮也有显著影响。

后者它是水流绕过沙波而受到的形状阻力,该处距床面泥沙还有一段距离,含沙量梯度大大减缓,这种紊动对悬移质运动也不起决定性作用。

总之,在存在沙波时,沙粒阻力对推移质及悬移质的输送起着重要作用,这就是爱因斯坦常用它们来研究的目的。

3、影响含沙量的因素有那,如何以无因次数来表达?无因次数有什么物理意义? S m gR U K )(3*ϖ= ;U 为平均断面流速;R 为水力半径,w 为床沙质沉速,ϖgR U 3为一次无因次数gR U 2与U ϖ之比。

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