河流泥沙动力学习题及答案.doc
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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。
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。
(完整版)河流泥沙动力学答案
7.有一条灌溉渠道，断面如图所示，通过粘性土壤地区，泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，渠道长10公里，渠道坡降为1/3000，问引取清水，渠道水深为2m 时，会不会发生冲刷？如果发生冲刷，应如何修改渠道？（n=0.02） 解：（1）计算渠道水流的实际平均流速渠道过水断面面积：m mh bh A 825.12122=⨯+⨯=+=， 湿周：m 21.825.11211222=⨯+⨯+=++=h m b χ， 水力半径：m 97.021.88===χA R ， 根据谢才公式和曼宁公式计算渠道水流的实际平均流速：m/s .J R n RJ C U 89.03000197.00201121322132=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=== （2）计算渠道泥沙起动流速由于泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，属于粗粉土，所以采用考虑粘性的张瑞瑾公式计算渠道泥沙起动流速了：m/s 59.0)1003.0(210000000605.01003.065.16.171003.0210000000605.06.172172.03314.032172.014.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎭⎫ ⎝⎛=---d h d d h U s c ρρρ由于U ＞U c ，即渠道实际平均流速大于泥沙起动流速，所以渠道会发生冲刷。
（3）为减少冲刷，可采用减缓渠道坡降的途径来修改渠道。
10.河道左岸有一座灌溉引水闸，闸底高出河底2米，当河道流量为1000m 3/s ，河宽为100m ，水深为5m ，水温为20℃时，问粒径为1mm 的泥沙会不会进入渠道？哪种粒径的泥沙会进入渠道？（河道断面接近矩形） 解：（1）若要使粒径为1mm 的泥沙进入渠道，需使河道断面平均流速大于或等于泥沙扬动流速，即s U U ≥，其中：河道断面平均流速： /s 251001000m A Q U =⨯==，泥沙扬动流速： 1193.010151.151.1561361⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-z d h z U s ω （水温20℃时，粒径1mm 的泥沙沉速s cm / 93.11=ω）。
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 。
河流泥沙运动与输移考核试卷
B.泥沙在河床表面跳跃
C.泥沙在河床表面悬浮
D.泥沙在河床内部的运动
20.下列哪种情况下，河流的泥沙沉积最为严重？（）
A.河流坡度小，水流缓慢
B.河流坡度大，水流湍急
C.河流流量大，侵蚀力强
D.河流流量小，侵蚀力弱
（以下为试卷其他部分内容，因要求只输出上述内容，故省略）
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
B.泥沙颗粒越小，启动流速越小
C.泥沙颗粒大小与启动流速无关
D.泥沙颗粒越小，沉降速度越快
14.河流输沙过程中，哪种粒径的泥沙最容易被搬运？（）
A.粗砂
B.细砂
C.粉砂
D.粘土
15.河流改道的主要原因通常与以下哪个因素有关？（）
A.泥沙沉积
B.河流侵蚀
C.地壳运动
D.气候变化
16.在河流中，泥沙的侵蚀主要发生在以下哪个区域？（）
8.在河流泥沙运动中，______和______是两个重要的过程。
答题括号：________和________
9.河流泥沙的输移能力受到______和______等因素的影响。
答题括号：________和________
10.河流泥沙运动的理论研究主要包括______和______。
答题括号：________和________
答题括号：________
5.河流输沙能力与河水的温度无直接关系。（）
答题括号：________
6.河流改道主要是由于地壳运动引起的。（）
答题括号：________
7.河流泥沙的沉积对河流航运有积极影响。（）
答题括号：________
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 的分布图与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m m 054.050=d ，m m 075.075=d ，m m 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 的分布图与粒径的累积分布曲线 （3）、方格纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图与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 +与d Re ～C B C +的关系曲线。
(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
河流动力学第一章泥沙特性1、等容粒径：体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。
设某一颗泥沙体积为V ，则等容粒径3/1)6(πVD =泥沙粒径可用长轴a ，中轴b ，短轴c 的算术平均值表示)(31c b a D ++=假设成椭球体，用几何平均值表示3abc D =2、粒配曲线的作法：(图1-1 p6)①通过颗粒分析（包括筛分和水析），求出沙样中各种粒径泥沙的重量 ②算出小于各种粒径的泥沙总重量③在半对数坐标纸上，将泥沙粒径D 绘于横坐标（对数分格）上，小于该粒径的泥沙在全部沙样中所占重量的百分数p 绘于纵坐标（普通分格）上，绘出的D~p 关系曲线即为所求的粒配曲线。
3、粒配曲线特点曲线坡度越陡，表示沙样内颗粒组成越均匀，反之，不均匀。
4、粒配曲线特征值1）中值粒径50D ：是常用的特征值，它表示大于和小于该种粒径的泥沙重量各占沙样总重量的50%，即粒配曲线的纵坐标上找出p=50%，其对应的横坐标即为50D2）平均粒径50D ：是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。
即粒配曲线的纵坐标（p ）按其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min max D D 和 以及各组泥沙在整个沙样中所占重量百分数i p ∆，然后求出各组泥沙的平均粒径 32min max min maxi min max D D D D D D D D i +++=+=或 ∑∑==∆∆=n i i n i i im pp D D 11n —为划分组数；2502σe D D m =，其中σ—沙样粒径分配的均方差，9.151.84ln D D =σ当σ为零时，沙样均匀，50D D m =，一般沙样不均匀，σ总是大于零，因此，通常50D D m > 3）分选系数（非均匀系数）25750D D S =，若0S =1，则沙样非常均匀，越>1，则越不均匀。
5、影响泥沙的孔隙率的因素①沙粒的大小 ②均匀度 ③沙粒的形状 ④沉积的情况 ⑤沉积后受力大小 ⑥历时长短 泥沙越细，孔隙率越大；泥沙越均匀，孔隙率越大；越接近球体，孔隙率越大。
治沙及工程泥沙考题及答案
治沙及工程泥沙1、泥沙的干容重总是比泥沙的容重要大。
（√）2、根据绕流阻力的不同，泥沙沉降形态可以分为层流沉降、紊流和过渡区沉降。
（√）3、动床阻力是由沙粒阻力和沙波阻力组成的，沙粒阻力也称为表面阻力。
（√）4、悬移质泥沙由床沙质和冲泻质组成，冲泻质在输移过程中不参与河床的冲淤变化。
（√）5、泥沙的悬移是重力作用和紊动扩散作用共同影响的结果。
（√）6、下挑丁坝比上挑丁坝对水流的控导作用强，但是坝前的冲刷也比较严重。
（×）1、泥沙颗粒越细，重力作用越小，因而细颗粒泥沙越容易起动。
（×）2、悬移质泥沙沿垂线分布的特点是上浓下稀，颗粒上粗下细。
（×）3、动床阻力是由沙粒阻力和沙波阻力组成的。
沙粒阻力也称为表面阻力。
（√ ）4、利用希尔兹曲线可以计算泥沙的起动拖曳力，从而判断泥沙是否起动。
（√ ）5、弯道水流具有横向比降，凸岸水面高，凹岸水面低（×）6、河道堤防工程可分为险工和平工，险工是指平时即靠主流的容易贴溜出险的堤防。
（√ ）1、浑水中的含沙量多少影响泥沙的沉降速度。
（√）2、悬移质泥沙由床沙质和冲泻质组成，冲泻质在输移过程中不参与河床的冲淤变化。
（√）3、泥沙的悬移是重力作用和紊动扩散作用共同影响的结果。
（√）4、异重流运动特点是：重力作用大为减小，惯性作用相对突出，阻力明显增强。
（√）1、影响泥沙沉降速度的主要因素（1、2、3、4）（1）泥沙颗粒的形状（2）温度（3）含沙量（4）电化学性质2、异重流具有下列特征。
（1、2、6 ）（1）重力作用减弱（2）惯性作用增强（3）阻力作用减弱（4）重力作用增强（5）惯性作用减弱（6）阻力作用增强3、荡型河道整治的主要工程措施是（1、2、3）（1）堤防工程（2）控导工程（3）护滩工程（4）锁坝（5）险工。
4、弯道河流的演变具有以下特征（3、4、5）（1）凹岸淤积，（2）凹岸水面低，（3）弯曲加剧，（4）凹岸冲刷，（5）凹岸水面高，（6）弯曲减缓，5、影响河段河床变形的主要因素是（1、3、4）其中（1）是决定性因素。
土壤水动力学考题以及答案doc
1.土壤水基质势, P14。
土壤水的基质势是由于土壤基质对土壤水分的吸持作用引起的。
单位数量的土壤水分由非饱和土壤中的一点移至标准参考状态, 除了土壤基质作用外其他各项维持不变, 则土壤水所做的功即为该点土壤水分的基质势。
2.土壤水吸力, P18。
3.土壤水吸力是土壤基质势和溶质势的负数, 在研究田间土壤水分运动时, 溶质势一般不考虑, 因此, 一般所说的土壤水吸力指土壤基质的吸力。
4.导水率, P29非饱和土壤的导水率K又称为水力传导度, 由于土壤中部分孔隙为气体所填充, 故其值低于该土壤的饱和导水率。
土壤水扩散率, P38。
非饱和土壤水的扩散率)(θC的比值。
K和比水容量)(θD为导水率)(θ5.比水容量, P196.土壤水分特征曲线斜率的倒数即单位基质势的变化引起的含水量变化, 称为比水容量。
7.稳定蒸发P1338.在蒸发的起始阶段, 表土的蒸发强度不随土壤含水率降低而变化,称为稳定蒸发阶段。
9.土壤水分入渗P77土壤水分入渗是指水分进入土壤的过程。
10.零通量面P5211.土壤中任一点的土壤水分通量由达西定律给出, 当水势梯度时, 该处的通量q＝0, 则称该处的水平面为零通量面ZFP。
土壤入渗特性曲线受哪些因素的影响？各影响因素如何对其产生影响？ P20土壤水分特征曲线受土壤质地、土壤机构、温度和土壤中水分变化的过程等因素的影响。
（1）一般说, 土壤的粘粒含量愈高, 同一吸力条件下土壤的含水率愈大, 或同一含水率下其吸力值愈高。
这是因为土壤中粘粒含量增多会使土壤中的细小孔隙发育的缘故。
（2）土壤愈密实, 则大孔隙数量愈减少, 而中小孔径的孔隙愈增多, 因此, 在同一吸力值下, 干容重愈大的土壤, 相应的含水率一般也要大些。
（3）温度升高时, 水的粘滞性和表面张力下降, 基质势相应的增大, 或说土壤水吸力减小, 在低含水率时, 这种影响表现的更加明显。
（4）对于同一土壤, 即使在恒温条件下, 由土壤脱湿过程和土壤吸湿过程测得的水分特征曲线也是不同的。
(完整版)河流动力学作业参考答案[1].
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b w RJ RJ RJ γγγ=+
根据曼宁公式,设岸壁区,河床区水流速度w U ,b U ,则有
2/31/2
1U R J n
=
,2/31/21w w w U R J n =,2/31/21b b b U R J n = 22
向长度比尺40h λ=,模型中用容重为3
1500/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算出的少?
(3试验时水温控制在20℃,但模型中悬沙浓度为100kg/m 3
,此时试验中实际的沉速比尺ωλ是多少?
提示:沉速用层流区公式计算,粒径用50D代表,水的物理性质如下:
解:
(1原型沙粒径500.03D mm =<0.076mm ,流速可用层流区Stokes公式计算:
2
118s gD γγωγ
ν
-=
;模型沙粒径更小,也符合Stokes公式;温度相同,则,p m m p γγνν==于是: (2
第三次作业参考答案——第三章
3.7某渠道断面为梯形,底宽5.0m ,边坡1:2,坡降J=3/10000(万分之三,边壁突起高度
0.008s k m =,无床面形态。试用Einstein的断面平均流速公式求335/Q m s =时的水深。解:忽略岸壁阻力,即b R R =。b
b R R R '''=+由于无床面形态,则b
量瓶的体积为
331033.14
1035.0031035.000.9982
W V cm cm γ
河流动力学
一、名词解释(每题4分，共20分)1.泥沙水下休止角;2.水流挟沙力;3.泥沙异重流;4.河道表面阻力;5.河流近口段.二、填空(每空1分，共10分)1.影响泥沙颗粒的沉降的主要因素有( )、( ) 和 ( )。
2.如果（）交换不平衡，则必然产生（）。
河床的（）是绝对的，演变达到（）是相对的。
3.河床变形是由于（）引起的，而变形又向着( )的方向发展，此现象称为河床的 ( )。
三、问答(每题10分，共20分)a) 什么是水流动力轴线，水位变化对它有何影响?b) 决定异重流运动的力主要有哪些? 这些力的相对作用情况与一般明渠水流相比有何异同?四、计算（10分）用水泵由河流(二元恒定均匀流)向水渠抽水。
已知河流水深为5m，距河床0.5m处，含沙量为49.ON/m3，水泵取水口置于水中距河床4.0m处，试问进入水渠的含沙量为多少。
若要求进入水渠的水流含沙量小于14.7N/m3，问水泵取水口应置于水中距河床什么高度范围。
[悬浮指标为0.5，zaahayyHss⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=]开卷部分五、叙述z的物理意义，说明其数值大小对悬移质含沙量沿垂线的分布的影响（10分）六、分析天然河道的动床阻力与清水平直规整定河道定床阻力的异同。
（15分）七、绘出简图弯道横向环流分析图，推导横比降计算公式。
（说明推导过程15分）长沙理工大学试卷标准答案课程名称：河流动力学试卷编号：09闭卷部分一、名词解释(每题4分，共20分)1.泥沙水下休止角：在静水中的泥沙，由于摩擦力的作用，可以形成一定的倾斜面而不塌落，此倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下休止角。
2.水流挟沙力：一定水流条件下的单位水体所能携带的床沙质泥沙数量。
3.泥沙异重流：异重流是指两种重率存在差异（因含沙量不同）但不大、可以相混的流体，在条件适宜时因重率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性的混合现象。
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。
河流动力学作业
累计百 24.7 分数P 分数 粒径 mm
0.10
累计百 0.5 分数P 分数
习题3 习题 用规范公式和张瑞谨公式分别计算水温20 用规范公式和张瑞谨公式分别计算水温 ℃ 相应ν /s)，粒径d分别为 分别为0.01 （相应ν＝0.001cm2/s)，粒径 分别为 0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、10.0、 、0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、10.0、20.0mm 的沙粒的沉降速度， 的沙粒的沉降速度，取 γ s = 2.65 g / cm 3
拣选系数，几何均方差。（3） 拣选系数，几何均方差。（ ）确定床沙质和 。（ 冲泻质的分界粒径。说明泥沙的交换情况。 冲泻质的分界粒径。说明泥沙的交换情况。
悬 移 质Байду номын сангаас推 移 质
粒径 mm
0.007 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
习题2 习题 已知江西赣江棉津站1979年6月12日实测泥沙级配资 已知江西赣江棉津站 年 月 日实测泥沙级配资 绘制悬移质和推移质的累积级配曲线；（ 料:(1)绘制悬移质和推移质的累积级配曲线；（ ） 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， 分别确定悬移质和推移质的中值粒径，平均粒径dm,
工程泥沙问题(河流动力学)
水库淤沙粒径在平面上的分布特点，一般是主槽较粗， 滩地较细 一般都是水深处淤沙较细，水浅处淤沙较粗；静水处淤 沙较细，动水处淤沙较粗；淤沙厚的部位粒径较细，反 之较组
河流动力学
水库淤积的上延现象
当水流进入水库变动回水区后，内于水流条 件的变化，水深增大，流速骤减，使泥沙集 中在变动回水区末端落淤，而淤积的结果又 反作用于水流结构，使回水区水面曲线在淤 积区及其上、下游一定范围内普遍抬高，为 泥沙继续在变动回水区淤积并向上、下游发 展提供了条件。这种淤积自变动回水区末端 (通常指正常苦水位的回水末端)向上游发展的 现象，称为水库“翘尾巴”现象
下游河床的一般冲刷现象
河床自上而下普遍冲刷
在枢纽下泄清水的条件下，下游河床将发生自上而下 的普遍冲刷；当水库淤满后下泄浑水时，将发生自上 而下的普遍回淤。这是枢纽下游河床演变的普遍现象 枢纽下游河道的一般冲刷是自上而下逐渐发展的，距 坝愈近冲刷强度愈大，反之愈小 坝下游河床一般冲刷的距离和速度与枢纽下泄流量的 大小及下游河床组成有关
水利工程中的泥沙动力学研究考核试卷
C.水流平稳的区域
D.水流波动较大的区域
9.泥沙的输移距离与其粒径成（）关系。
A.正比
B.反比
C.平方关系
D.无关
10.河道泥沙的侵蚀主要发生在（）。
A.水流较慢的区域
B.水流较快的区域
C.水流平稳的区域
D.水流波动较大的区域
11.河道泥沙的沉积主要发生在（）。
A.水流较慢的区域
B.水流较快的区域
2.影响泥沙沉降速度的主要因素有______、______和______。
3.泥沙输移的连续方程式为______。
4.河道泥沙的推移质运动主要发生在______。
5.河道泥沙的侵蚀主要形式是______。
6.河流泥沙的输移主要受______影响。
7.泥沙的输移距离与其粒径成______关系。
8.河道泥沙的沉积主要发生在______。
3. Q=AV
4.水流较快的区域
5.冲刷
6.水流速度
7.正比
8.水流较慢的区域
9.水流速度
10.平方关系
11.水流速度
12.正比
13.正比
14.水流速度
15.水流速度
16.水流速度
17.悬移和沉降
18.水流速度泥沙粒径水流方向
19.水流速度
20.水流速度泥沙粒径水深水温
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
15.河道泥沙的沉积过程主要发生在水深较浅的区域。（）
16.河道泥沙的侵蚀过程与河床形态无关。（）
17.泥沙的输移过程主要分为推移质运动和悬浮质运动两个阶段。（）
18.影响泥沙推移质运动的主要因素包括水流速度、泥沙粒径和水流方向。（）
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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 、 d 、d 7550pjd 25（ 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 、 的数值。
50（ 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。
分组号分界粒径 D 沙重百分数 P 小于某粒径之沙重百分数（毫米）（ %）（%）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13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d 50 0.054 mm ，d 75 0.075 mm ， d 250.041 mm 。
14p i d i6.8675i 10.069 ，平均粒径：dpj 14100p ii 1非均匀系数：d75d250.0750.0411.353 。
222018）16%（14数12分10百重8沙6421100）%90（数80分70百60重沙50之40径30粒某20于10小1 半对数坐标纸上的沙重百分数p的分布图0.10.01粒径（ mm）半对数坐标纸上的粒配累积分布曲线0.10.01粒径（ mm）（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222018）%16（数14分12百10重8沙64200.050.10.150.20.250.3粒径（ mm）方格纸上的粒配累积分布曲线）100% 90（80数分70百60重50沙之40径30粒20某于10小0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3粒径（ mm）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）：K 1 ( s )d 3 K 2 d K 3 d 2 2令上式为A=B+CC及 Re d～C的关系曲线。
（取 K1要求计算并绘制 d ～B C ，B C 6 s 2.65 g / cm 3，s 1g / cm 3，水温为10℃，d取～ 0.5mm）解：（ 1）确定系数 K 1 和 K 2将泥沙沉降处于过渡区的动力平衡方程式进行换算可得到：21 K2 v 1 K 2 v K 1 s2 K3 d2 K3 dK 3C 1v2vC 2sgd C 1 ddgd无量纲系数 C 11 K2 ，C 2 K 1 根据实测资料分别取为： 12，2 K3 K 3 C =，C =，且已知 K6则可确定得 K =，K = 。
23（ 2）根据题意将计算项目和结果列于下表：水温为 10℃时，水的密度ρ=1000kg/m 3, 容重γ =9800N/m 3, 运动粘性系数=×10-6 m 2/s ，泥沙的容重γ s =25980N/m 3。
粒径 d沉速ωRe d =ωd / A=B+CC322C/(B+C)(mm) （ cm/s ）1s- γ)d3=K ρd ω= K ( γ+00 +00 +00 +01 +01C 及 Re d ～C（ 3）绘制 d ～的关系曲线B CB Cd～C/(B+C)关系曲线0.500.450.400.35)C0.30+B0.25(/C0.200.150.100.050.0000.10.20.30.40.5粒径 d（mm）Re d～C/(B+C)关系曲线0.500.450.400.35)C0.30+B0.25(/C0.200.150.100.050.000.00 5.0010.0015.0020.0025.00Re d3.有一卵石， d=，a:b:c 9:6:4，从水深 h=10m的水面抛入水中，水的流速为d d d 6 6 6u=1m/s，若不考虑动水流动的影响时，求卵石沉到河底的水平距离。
解：根据题意可求出卵石长、中、短轴的长度分别为a=0.15m， b=， c=0.07m。
运用考虑形状影响的沉速公式 1.72 cab23s gd ，求得沉速为：1.72 cab23sgd1.720.0723 2.65 19.80.1 0.150.101.51 m/s1则卵石有水面沉到河底所需时间为：h 10s ，由于不考虑动水流动的t 6 62ω 1.51 .影响，所以卵石沉到河底的水平距离为：l ut 1 6.62 6.62 m 。
4.一种天然沙，粒径 d=2.5mm，计算这种天然沙处于临界起动状态时的直接作用流速。
在宽浅天然河道中，水深为8.5m，比降为 1/1000 ，糙率为时，这种泥沙是否会被冲刷？如果在室内实验水槽里，水深为 25cm时，其起动流速是多少？（计算u bc时2 ）3解 : （ 1）计算临界起动底速bcu12K a 2 γ γm d临界起动底速 u bc gdK1C D a1 K 2 C L a2 (1 m)α U cγh m ，γs γh m其中起动流速U c ，根据沙莫夫公式取η=，m=1/6，代入上式得：ηgddγmu bc (1m dm)α U c hγ γm m m h d( 1 gdm)α ηd hγm γ γ( 1 gdm)α ηγ1(1 1 2 61.142.65 19.8 2.5 10 3 )3 160.25 m/s（ 2）计算实际平均流速U及起动流速U c在宽浅天然河道中，水力半径R=h=8.5m，根据谢才公式及曼宁公式计算实际平均2 11 21 流速：U C RJ1J28.53R30.032 10000n1 21.302 m/s根据沙莫夫公式计算起动流速：1U c 1.14γ γh 6sgdγd1.14 1.65 9.82.5 1038.5 1 62.5 10 30.897 m/s由于 U ＞ U c 即实际平均流速大于起动流速，所以这种泥沙会被冲刷。
（ 3） h=25cm 时，计算起动流速根据沙莫夫公式得 h=25cm 时，起动流速为：γ γh U c1.14 sgdγ d1 6- 2110325 10 61.141.65 9.82.52.5 10 30.498 m/s5. 长江界牌河段， 某年元月初， 浅滩部分的航深不足 3m ，此时水位已接近设计库水位，试判断当水位达到设计枯水位时，航道有无可能被冲刷？有关资料如下：（ 1）设计枯水位 13.49m ，相应流量 4500m 3/s ，其中要求航宽范围内浅滩部分通过的流量占全断面流量的 1/4 。
（ 2）浅滩部分床沙中值粒径为0.24mm 。
（ 3）航道通过浅滩，要求航宽为800m ，在范围内的断面资料如下表：起点距离（ m ） 740 880 1150 1400 1540河底高程（ m ）解：（ 1）计算设计枯水位时航宽范围内断面实际平均流速设计枯水位时航宽范围内浅滩部分通过的流量：Q1Q 枯1 4500 1125 m 3 / s ，44航道通过浅滩范围内的断面面积：A 1 140 (2.39 1.89) 270 1.89 1 250 (1.89 0.49)2 21140 (0.49 2.39)21309 m 2浅滩范围内的断面图13.513.0）m（12.5程高底 12.0河11.511.0700800900 1000 1100 1200 1300 1400 15001600起点距离（ m）所以航宽范围内断面实际平均流速Q 1125 .m/s U13090 859A（ 2）计算航道泥沙起动流速由于航道通过浅滩时，要求航宽为800m，则浅滩范围内断面平均水深A 1309h 1.636 m 。
根据沙莫夫公式计算起动流速为：B 800U c 1.14γ γhs gdγ d1611.14 1.65 9.8 0.24 10 3 1.63660.24 10 30.312 m/s（ 3）判断航道有无冲刷由于 U＞ U c，即实际平均流速大于起动流速，所以航道会被冲刷。
6. 某水库下泄水流为清水，其下游河道将发生冲刷，当下泄流量为500m3/s ，河道宽为 200m，过水断面面积为 500m2，泥沙平均粒径为 5.5mm的条件下，河床冲深多少？解：（ 1）判断河床是否会被冲刷实际平均流速Q 500m/s，： U 1A 500起动流速根据沙莫夫公式计算：U c 1.14γ γhs gdγ d1611.14 1.65 9.8 5.5 10 32.565.5 10 30.943 m/s由于 U＞ U c，即实际平均流速大于起动流速，所以河床会被冲刷。
（2）计算河床冲深设河床冲深为 h ，则根据题意可通过关系式U U c求出河床冲深 h 即：Q 1.14 s h h B1h h 6 gdd将已知数据代入上式得：500 1.14 1.65 9.8 5.5 10 32.5h 1，解此方程可得62.5 h 200 5.5 10 3到： h 0.13 m 13 cm，即河床冲深13cm。
7.有一条灌溉渠道，断面如图所示，通过粘性土壤地区，泥沙组成的平均粒径为0.03mm，渠道长 10 公里，渠道坡降为1/3000 ，问引取清水，渠道水深为2m时，会不会发生冲刷？如果发生冲刷，应如何修改渠道？（n=）解：（ 1）计算渠道水流的实际平均流速渠道过水断面面积： A bh mh 2 1 2 1.5 228 m ，湿周： b 2 1 m2 h 1 2 1 1.52 2 8.21 m ，水力半径：A 8R 0.97 m ，8.21根据谢才公式和曼宁公式计算渠道水流的实际平均流速：1 2 112112U CRJ 3 J 2 0.97 3R0.02 3000 0.89 m/sn（ 2）计算渠道泥沙起动流速由于泥沙组成的平均粒径为 0.03mm，属于粗粉土，所以采用考虑粘性的张瑞瑾公式计算渠道泥沙起动流速了：0. 14 1h 10 h 217.6 s d 0.000000605U cd 0.72d0.142 17.6 1.65 0.03 10 3 0.000000605 10 20.03 10 3 (0.03 10 3 ) 0.720.59 m/s由于 U＞ U c，即渠道实际平均流速大于泥沙起动流速，所以渠道会发生冲刷。
（ 3）为减少冲刷，可采用减缓渠道坡降的途径来修改渠道。
8. 某河道型水库长 20 公里，河床坡降为1‰0，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5m，库区河底为均匀沙， d50=3mm，问在上述水流条件下河床上的泥沙会不会向坝前推移？到达何处将停止推移？（库区水面接近水平）解：（ 1）计算回水末端以上实际平均流速回水末端以上平均过水断面面积： A Bh 200 5 1000 m 2，实际平均流速：U Q 1000 1 m/s 。