河流动力学+第六章

1. 解释Langbein-Schumm 定律，说明为什么最大产沙量发生的半干旱草原地区，而不是沙漠灌丛区或降雨量很大的地区。

答：在干旱区，地表几乎处于裸露状态，稀疏的荒漠灌丛对地表物质保护作用很弱，但由于降雨也很少，降雨侵蚀力极弱，水流的侵蚀强度很低。实际上这类地区以风蚀为主。处于干旱到半干旱区这一范围的流域，有效降雨量增加首先引起侵蚀力迅速增大(降雨多为集中暴雨形式)，而流域内植被是并不茂盛的草本植物，其抗蚀力的增加不足以与侵蚀力抗衡，故在这一范围内随着有效降雨的增加，侵蚀强度迅速增大，并在半干旱区(有效降雨量为300mm 左右)达到峰值。

2 什么是流域的泥沙输移比?宜昌站以上的长江流域，泥沙输移比约为多大?

答：泥沙量St与流域中的地表侵蚀总量Se之比称为泥沙输移比．Se、St两者之差就是自侵蚀发生地点到流域出口控制点之间的输运过程中沉积减少的沙量。宜昌站以上的长江流域，泥沙输移比St/Se约为0.35

3 说明河网密度和沟壑密度的定义。黄土高原丘陵沟壑区的沟壑密度为大?

答：单位流域面积内的河道长度称为河网密度(drainagedensity)D。，其定义为

其中，为级别为u的河道总长度。

4 标注习题6．4图所示流域水系中河道的Strahler级别。

5 在什么情况下，可以认为冲积河流处于平衡状态、形成均衡河道?说出有代表性的三种均衡河流定义。

答：如果河床和边岸的物质组成不改变或流域来水来沙没有较大变化，在准衡时段内。河道依然能够在河道平面摆动和断面有冲有淤的演变过程中达到一个稳定、平衡的一般形态，河道的主要几何尺寸基本不变，此时称为河流沙条件和边岸抗冲性是稳定不变的，称为河流处于平衡状态．或称形成了“均衡河道。

1）如果一定时段内，流域来水来沙条件和边岸抗冲性是稳定不变的，则河流会响应这些条件调整自身的空间形态，，则河流会响应这些条件调整自身的空间形态，在平均意义上使其宽度、比降和弯道形态维持一个相应的稳定值。也即，泥沙输运和冲积演变过程的稳定性能够衍生出河道平均形态的稳定性，如果流域来水来沙条件和边岸抗冲性改变，则河道会通过调整适应而形成新的均衡河道。2）一条均衡河流是在经过一定的年月以后，坡降经过精致的调整，在特定的流量和断面特征条件下，所达到的流速恰好使来自流域的泥沙能够输移下泄。均衡河流是一个处于平衡状态的系统；它的主要特点是控制变量中任何一个变量的改变

都会带来平衡的位移，其移动的方向能够吸收这种改变所造成的影响。3）对于恒定流量和恒定含沙量的情况，河道的最优运行效率表现为在可能的范围内使输运这一来沙量所消耗的水流机械能最小，也就是通过自我调整、最后得到允许范围内的最小河道比降。

6 什么是造床流量?说明其在实际工程中的重要意义。为什么可以用平滩流量表示造床流量? 答：对均衡河道形态的形成起到控制、主导作用的某个中等流量，叫造床流量。它是河道演变中最重要的自变量，它决定了河流的平均形态，因此工程中常常依据这一流量来设计常年河流(有时也包括间歇河流)的断面和平面形态。如河宽、水深、弯道形态等。用平滩流量代表造床流量．是由于它标志了来水来沙的动力作用从塑造主槽到塑造滩地的一个转折点，从而在河道形态演变中有重要意义。河道形态的演变并不是对所有的流量级都作出同样的反应，只有当流量达到某一特征值时才会有明显的形态变化，而平滩流量正好用来作为这样一个特征流量。

7 下表是某河流断面的实测流量Q、水面宽B、平均水深h数值。试分别用最小宽深比法和最大dB／dh法求其平滩水位，确定平滩流量。

答：由B/h得36.1、31.9、31.0、31.9、30.2、62.9、61.5。

当平均水深h=4.7m时，宽深比B/h最小，此时对应的流量Q=1400m3/s即为平滩流量。

当dB/dh最大时，即平均水深—水面宽关系曲线的斜率达到最大。由上图可知，此时平均水深h=4.87m，再查平均水深—流量关系曲线，查得其对应的流量Q=1600m3/s。

9. 沿程河相关系中，水面宽大约与特征流量的多少次方成正比？

答：沿程河相关系中，水面宽大约与特征流量的0.5次方成正比。

6.12某均衡冲积河流，上游a处平滩流量为500m3/s，对应河宽为B a;下游b处平滩流量为50000m3/s，对应河宽为B b，则B b/B a的值近似为___b____。

a)4 b)10 c)16 d)22.

6.13下列确定平滩流量的方法，哪个是错误的？d)

a)采用某一重现期的流量b)找出Z~Q曲线拐点对应的流量

c)找出宽深比最小值对应的流量d)找出dB/dh最小值对应的流量

6.14有滩有槽的天然河道经过一场洪水过后，主槽两边出现了自然堤。下列对这一现象的解释中，那个是错的？__c______

a)水流漫滩后，滩地上的流速较小，泥沙颗粒大量落淤；

b)全断面中，只有主槽中的水流条件能维持泥沙运动而不落淤；

c)在主槽中运输的颗粒都较细，而进入滩地的颗粒都较粗，因而落淤在滩地上；

d)滩地上平均流速小而主槽中平均流速大。

6.15根据Lane提出的平衡河流关系“Q s·D50∝Q·J”判断可知，当流量Q和粒径D50不变但来沙量Q s减少时，河流将发展为____c____.

a)顺直型b)弯曲或蜿蜒型c)散乱游荡型

6.16不计地质灾害和人类活动影响，针对百年以内的河道演变过程提出以下说法，其中哪个是错误的？___d____

a)山体和沟谷基底是稳定的，河谷长度不变，河谷比降不变

b)主河槽长度不变，沿着主河槽的平均河底比降不变；

c)流域中的气候、植被可视为是稳定的；

d)流域的产沙流量过程基本稳定

6.17下列用于判断河道是否处于均衡状态的判据，哪个是错误的？___d____

a)河道的平面、断面形态和沿程剖面长期稳定，基本不变；

b)河道内的水流条件恰好能让上游来沙全部下泄；

c)河道内沿程的冲刷量等于淤积量；

d)河道中全部湿周的任意点上都没有颗粒运动。