河流动力学

第一章泥沙特性

1. 等容粒径D：就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。

2. 泥沙粒径测量方法：测量法（D》20mm）;筛析法（0.1mm 《D<20mm）；显微镜法（D<0.1mm）；沉降法。

3. 粒配曲线：通过颗粒分析（筛分、水析），求出沙洋中各粒径泥沙质量，算出小于各粒径泥沙质量，然后在半对数坐标上，将泥沙粒径D绘于横坐标（对数分格）上，小于该粒径泥沙在全部沙洋中所占百分比p绘于纵坐标轴上，绘出的D~p关系曲线，即为粒配曲线。

4.影响泥沙孔隙率的因素：

1．粒径均匀泥沙孔隙率最大2.泥沙形状3.泥沙沉积方式5. 比表面积：颗粒表面积与其体积之比。颗粒比表面积间接反映颗粒受到的物理化学作用与重力作用的相对大小。

6.絮凝：当扩散层较薄，颗粒间距较小时，粒间力表现为净引力。相邻的颗粒彼此相互吸引而聚合在一起的现象。

影响絮凝因素: 粒径大小，电解质离子浓度、价位，矿物组成。

7. 双电层：细颗粒泥沙在含有电解质的水中，颗粒周围会形成双电层，细颗粒泥沙通常在含有电解质的水中会发生两种情况（均带负电）：一是电解质中离子吸附在泥沙颗粒表面；二是泥沙颗粒表面分子发生离解。

双电层分为吸附层（带正电荷，且排列紧密），扩散层（游离反电荷层）

8. 几何特性（颗粒形状、大小、群体泥沙组合特性）；重力特性（泥沙颗粒容重、淤积泥沙干容重）；水力特性（泥沙颗粒沉降速度）

9.泥沙容重（或密度）：泥沙颗粒实有质量与实有体积之比，无因次数（有效容重系数）a=(r s-r)/r(容重关系式)=(p s-p)/p （密度关系式）

10.干重度：如取未经扰动的原装沙样，量出它的体积，然后在烘箱中内经100~105。C的温度烘干后，其重量（或质量）与原状沙样整个体积之比，称为泥沙的干重度（或密度）。

11.干容重影响因素：1泥沙粒径（粒径粗，干容重大，变化范围小）2泥沙淤积厚度（淤积厚度越深，干容重越大）3淤积历时。

12.沉速：单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉时的速度。

13.水体绕流状态与沙粒雷诺数R eD有关，R eD = wD/v ，D为粒径，w为沉速，v为水的运动粘滞系数。

14.当R<0.5时，绕流状态属层流，颗粒沿铅垂线下沉；当0.51000，紊流

螺旋形轨迹下沉。

15.沉速影响因素：1泥沙形状（越接近球体，阻力越小）2水质（即絮凝影响因素）3含沙量

第二章推移质运动

1.泥沙在水流中的运动形式可分为推移质和悬疑质两种。

2.研究推移质运动规律，建立推移质输沙率公式(因素：泥沙的起动、沙坡运动、河床阻力等)

3.泥沙的沉积率：单位时间单位床面(面积)沉落的泥沙质量。

4.推移质：指在河底附近，以滚动、滑动、跳跃或层移形式前进，其速度远小于水流速度的泥沙。

5.推移质分为接触质、跃移质、层移质。

6.泥沙起动条件：床面泥沙由静止状态变为运动状态的临界水流条件（流速、拖曳力、功率）

7.起动拖曳力：指泥沙处于起动状态的床面剪切力。

8.止动流速：泥沙颗粒由运动状态转变为静止状态时的临界垂线平均流速（小于起动流速）

9.扬东流速：静止状态变悬移状态（远远大于起动流速）

10.沙坡运动：泥沙颗粒在床面的集体运动，是推移质运动的集体形式。

11.沙坡状态4种类型：带状沙坡、弯曲状、新月形、舌状

12.沙坡是一种具有周期性的、规则外形的床面形态，其形成与水流条件密切相关。

13.冲击河流阻力（床面阻力）：1沙粒阻力（表面阻力）2.

沙坡阻力（形状阻力）。

14.推移质输沙律（概念）：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，单位时间内通过水断面的推移质数量。

15.推移质输沙律研究途径：以流速为主要参变数、以拖拽力为主要参变数、根据能量平衡观点、从统计法则考虑以及按沙波运行规律分析。

第三章悬移质运动

1.泥沙按运动形式不同，分推移质、悬移质。

2.泥沙按其相对床沙组成及来源不同：床沙质、冲泻质。

床沙质：来自相邻的上游段及本河段的河床，是从床沙中被带起进入运动的泥沙。

冲泻质：起源于上游流域的冲蚀，是被水流长途挟带输送到本河段的。

两者几乎不发生交换，因河床演变关系不密切。

3.泥沙在水体中所受的作用：一方面，紊动扩散作用使泥沙上浮，另一方面，重力作用促使悬移质泥沙下沉。因此悬移质含沙量沿水深分布就决定于紊动扩散作用与重力作用的对比关系。

5.悬浮指标z=w/(kU*)，一无因次数，反映了紊动扩散作用与重力作用的对比关系。z决定了悬浮质含沙量沿水深分布的均匀程度。z越大，重力作用越强，含沙量垂线分布越不均匀；Z越小，紊动作用越强，含沙量垂线分布越不均匀。

6.Z=5作为泥沙是否从推移状态（z>5）进入悬浮状态(z<5)的临界判断值。

7.劳斯方程适用条件：泥沙颗粒较细、含沙浓度不大，通常的冲积平原河流正是属于这种挟沙情况，扩散理论适用。

8.悬移质输沙率：指一定的水流与河床组成条件下，水流在单位时间内所能挟带并通过河段下泻的悬移质中床沙质泥沙的数量。

9.S*,叫水流挟沙力，饱和含沙量或临界含沙量：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数量的平均值。

10.影响挟沙力S*因素：水力半径R、床沙质沉速w、断面平均流速U，无因次数，U3/gRw 代表紊动扩散作用与重力作用的对比关系。

12.总输沙率：在一定水流与河床条件下，单位时间内能够通过河段下泄的沙量。

13.床沙质总输沙率：推移质与悬移质中床沙质输沙率之和。

14.全沙总输沙率：推移质输沙率与全部悬移质包括冲泻质在内的输沙率之和。

第四章异重流

1．异重流：是指两种或两种以上密度相差不大、可以相混的的流体，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，各层流能维持一定的界面不发生全局性混合的现象。

2.清浑水密度的差异是产生浑水异重流的根本原因。

3.异重流的特性：浑水异重流的一个最主要特征是重力作用显著减小，惯性力、阻力作用相对突出。

4.异重流要维持长距离运动，必须要有较大能坡。

5.防淤措施：1.布置水利枢纽时，避开凸岸，避开洪水时大范围的回流区、缓流区2.减小门口宽度3减小门口轴线与主流交角。

6.工程措施：1.长期有意识地维持小股外泄水流，显著减少