河流动力学
《河流动力学》课程教学大纲
《河流动力学》课程教学大纲英文名称：河流动力学（River Dynamics）课程编号：080820047总学时：32适用对象：水文与水资源工程专业本科第三年先修课程：水力学，自然地理学，水文测验学大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、作用、教学目标1．本课程为水文与水资源工程专业的一门必修专业基础课。
2.目的是使该专业学生了解冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后所发生变化的基本特性。
流域上产生的泥沙进入支流、干流河道后，对河道的水流运动、河道演变及沿河的工业、农业、生活取排水工程有重要影响。
领会学习处理复杂问题的思路及方法，能初步掌握河流泥沙运动的基本规律，分析水流泥沙运动与河道演变对环境的影响，在一定意义上，它也是一门专业课。
通过本课程的学习，让本专业的学生掌握泥沙运动的观测、采集、分析、计算方法，运用所学知识去分析工程中遇到的泥沙问题。
二、教学内容基本要求第一章绪论授课学时：2基本要求：了解河流动力学的研究对象、研究任务、研究方法。
介绍该学科的发展过程，学科的性质、地位、作用，介绍典型工程泥沙问题实例。
第二章河道水流授课学时：4基本要求：2-1 了解河道水流的基本特性：二相性、三维性、非恒定性、非均匀性。
2-2 了解紊动切力：紊动切力的概念、表达式及沿水深的分布规律。
2-3 了解明渠水流垂线流速分布：流速分布的层区，对数流速分布公式介绍。
2-4 掌握明渠水流阻力：阻力的表达形式及相关关系。
2-5 了解明渠水流能量的内在结构：单位水体提供能、消耗能和传递能之间的关系沿垂线分布，挟沙后的能量变化。
重点：水流基本特性和水流阻力难点：水流的能量结构第三章河流泥沙基本特性授课学时：8基本要求：3-1 掌握泥沙的物理特性：泥沙的粒径、沙样的级配曲线、泥沙的形状、容重；3-2了解细颗粒泥沙表面物理化学性质：双电层结构与结合水膜，絮凝与分散现象；3-3了解浑水的基本特性：浑水的含沙量、流型、粘滞性；3-4掌握泥沙的沉降速度：球体的沉降机理、泥沙的沉速公式及影响因素；3-5掌握河流泥沙的分类：按泥沙粒径大小、泥沙运动及造床作用分类；重点：泥沙的物理特性和泥沙的沉速难点：泥沙表面物理化学性质第四章推移质泥沙运动授课学时：4基本要求：4-1了解泥沙起动：起动的机理、泥沙起动的希尔兹关系、起动流速公式、起动的随机性、非均匀泥沙的起动；4-2了解推移质输沙率：均匀沙推移质输沙率公式、各类公式的基本思路、非均匀沙泥沙的处理。
河流水动力学研究
河流水动力学研究河流是自然界中重要的水资源系统，对于生态环境、经济发展和人类生活起着至关重要的作用。
河流水动力学研究是对河流水流运动及相应的物理、化学、生物过程进行科学分析和数学模拟的学科，旨在深入了解河流的运行机制和变化规律，为水资源管理、环境保护和水灾防治等领域提供科学依据。
一、河流水动力学的背景与概念河流水动力学研究首先需要了解河流的背景与概念。
河流是地表水循环过程中的一部分，其形成与降水和不同地形特征有关。
河流水动力学主要关注水流的形态、速度、压力、泥沙输移和水质变化等。
通过对这些参数的研究，我们可以揭示河流的特征，如形状和横截面形态的变化，水流的流速分布，水体中悬浮物和溶质的输移、沉积等。
二、主要研究内容1. 水流的形态演化水流的形态演化是河流水动力学研究的重要内容之一。
它包括河道横截面的变化、内部流态的演化以及河岸线的变迁。
通过研究这些变化，可以了解河流在不同环境条件下的形态响应，并为河流的治理、防洪和水利工程设计提供依据。
2. 水流的速度分布水流的速度分布是河流水动力学研究的另一个重要方面。
水流的速度受到很多因素的影响，如地形坡度、河床粗糙度和侧向段流等。
通过分析水流的速度分布，可以了解河流的水力特性，如流速变化的规律、湍流发展和能量转移等。
这对于河流水资源开发利用和河道结构设计具有重要意义。
3. 泥沙输移与沉积泥沙的输移与沉积是长期以来受到广泛关注的问题。
泥沙对河流的影响非常显著，既可作为固体悬负荷形成悬浮负荷保护水生生物，也可通过沉积形成陆地，或者在洪水期间形成堆积物，增加洪水的泥沙负荷。
因此，研究河流的泥沙输移与沉积对于水资源管理和环境保护具有重要意义。
三、研究方法与技术1. 实地观测和监测实地观测和监测是河流水动力学研究的基础。
通过采集河流水文数据和泥沙样本，并结合岩土工程地质、水动力学和地貌学等学科的方法，可以全面了解河流的动力学特征和变化规律。
2. 数学模型数学模型是河流水动力学研究的重要工具。
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<20mjm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100~105C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。
河流动力学
河流动力学河流动力学(riv e r d ynamic s)研究河流运动发展基本规律的一I丁学科。
水流使河床变化，河床影响水流结构，两者通过泥沙运动，相互作用，相互依存，相互制约，经常处于变化和发展的过程中。
河流动力学是从水流动力作用出发研究水流和河床泥沙之间的运动及相对平衡的规律，为整治河流提供理论依据。
研究内容包括河道水流结构，泥沙运动规律和河床演变规律等三部分。
水流平面图(river p1ane) 在平面上将河流分成若干流量相等的流束图形。
天然河流中的水流运动是三维问题，不易计算。
实际工程中采用一种近似的方法，假定同一垂线上的流向相同，流速等于瑟线平均流速，仅考虑纵向水流沿纵横两方向的变化，忽ßI各环流作用。
把三维空. 问问题近似地简化成二维平面问题。
水流平面图是将整个水流用合适的流线分成许多流束，使各流束通过的流量相等，各流束宽度、深度和平均流速则不相同。
同时划分出若干与流线正交的横断面线，将河流构成平面上的矩形流网。
通过水流平面图可了解垂线平均流速沿流程和沿断面'f~ 分布及流向的变化。
河床横断面(cross sec t ion ofcha丑丑e1) 垂直于水流方向的河床，3d 面。
水流方向是指水流动力轴线的方向，当洪水、中水、枯水流的动力轴线不一致时，选取河床横断面的方向也有所不同，应根据需要选定。
若研究防洪问题，应取与洪水的动力轴线垂直的断面为河床横断面，又称"大断面"。
若以航道整治为目的，取与枯水的动力轴线垂直的断而为河床横断面，主要研究枯水河床的边滩、浅滩、深槽等变化。
山区河流的横断面，因受河流下切作用，汩谷往往发育为"V" 形或"U" 形。
平原河流是从冲积层上流过，所经之处地势平坦，河谷宽阔，河床横断面呈抛物线形、不对称的三角形或复式"W" 形。
河床纵剖面(longitudin a l profileof channe1) 沿河流动力轴线所切取的河床剖面。
河流动力学
下风化、破碎形成的。在上述作用下从流域 内地表进入水系（或大气层），在水力（风 力）作用下经历搬运、沉积后在新的地点成 岩，往复循环。
§ 1-2 研究对象
泥沙运动是地球上物质圈（水圈、大气 圈、岩石圈、生物圈）演化过程的重要环节。
侵蚀特点
范围
水力侵蚀→流水侵蚀和重 力侵蚀（崩塌、滑坡）
重力侵蚀
片蚀、沟蚀、崩岗侵蚀
黄土丘陵区： 渭河南北、三门峡
长江流域及以南地区： 广东、福建、四川等
湖北、广西、浙江、 安徽等省区
坡面剥蚀—片蚀 主要与人类活动有关 顺坡耕作时侵蚀更严重 土地退化 生态环境的恶化
四川、湖南、贵州等 云南、金沙江支流 三峡库区、贵州 （半）干旱、半湿润 洞庭湖、黄河三角洲
§1-1 基本概述
三、系统
地表上各种各样的物质运动可以区分成
不同的自然系统来分别进行研究，称为“地 质系统”。如：火山熔岩流动形成的岩浆流、 天然河流都可以看作是一个自然系统。
在某个自然系统中存在能量和物质的运
动、转换，称为动态系统。
§1-1 基本概述
系统的边界既可以用天然边界（流域的 分水岭、河流的河床、水面），也可以根据 研究目的人为划分。划定边界后，边界之外 的所有内容（物质、能量）都是外部环境， 而非系统的组成部分。
简介
一、概述 二、泥沙颗粒基本特性 三、床面形态与水流阻力 四、推移质（泥沙的起动与推移） 五、悬移质（水流挟沙力） 六、河道演变（基本原理） 七、河型
第一章 河流动力学概述
最早的人类是沿河流和河谷发展的。 （如尼罗河、黄河、印度河流域文明）从大 禹治水疏导百川、治理江河至举世瞩目的三 峡工程，都利用了河流动力学的基本原理。 河流动力学的研究与发展是人类为谋求生存 而对河流进行治理和利用的，它们之间有着 必然联系。
河流动力学及泥沙
河流动力学及泥沙汇报人：日期:•河流动力学概述•河流动力学的基本原理•泥沙的基本性质•河流泥沙运动的基本规律•河流泥沙问题的解决策略与案例分析•河流动力学及泥沙研究的前沿与展望01河流动力学概述河流动力学的定义和研究内容河流动力学的定义河流动力学是研究河流运动规律和物理机制的科学，它涉及到水文学、气象学、地貌学、物理学等多个领域。
研究内容主要包括河流的流速、流量、水位、水深、泥沙输移、河床演变等，以及由这些要素组成的流域水沙循环系统的宏观过程和微观机制。
河流动力学的重要性理论意义实践意义河流动力学的发展历程起源发展现状02河流动力学的基本原理动量方程描述水流中单位时间内动量守恒的原理。
能量方程描述水流中单位时间内能量守恒的原理。
连续方程水流运动的基本方程单位时间内通过某一断面的水量，通常用立方米/秒或加仑/秒为单位表示。
河流水位与流量流量水位流速流态河流的流速与流态阻力水流运动中受到的阻力，包括摩擦阻力、涡旋阻力等。
能量消耗水流运动中能量损失的大小，通常用能量方程计算。
河流的阻力与能量消耗03泥沙的基本性质根据泥沙的组成、搬运方式和沉积特点，可分为无机泥沙、有机泥沙和生物碎屑等。
特性泥沙具有不同的物理、化学和生物特性，如粒径、形状、密度、硬度、耐磨性等，这些特性影响其搬运、沉积和地貌形成的过程。
分类泥沙的分类与特性VS泥沙的搬运与输移搬运方式输移过程泥沙的沉积与地貌形成沉积类型地貌形成04河流泥沙运动的基本规律泥沙颗粒的碰撞与粘附泥沙颗粒的离散与聚集牛顿力学模型泥沙运动的力学模型01阻力与浮力的计算公式02阻力系数与浮力系数的确定03阻力与浮力对泥沙运动的影响泥沙运动的阻力与浮力床面形态的分类与特征水沙平衡的概念及建立床面形态对河流动力学行为的影响010203泥沙运动的床面形态与水沙平衡05河流泥沙问题的解决策略与案例分析03植物防护01河道整治02疏浚与清淤河流治理与泥沙控制的一般方法水库淤积由于入库水流携带的泥沙超过了水库的调节能力，导致水库淤积。
河流动力学总结
第一章 泥沙特性 等容粒径定义：容积与泥沙颗粒体积相等的球体的直径算术平均粒径: 定义：长、中、短轴的算术平均值几何平均粒径: 定义：将泥沙视为椭球体，求其等容粒径(球体) 天然沙孔隙率的一般规律(影响因素)⑴粒径：沙样越粗，孔隙率越小(细沙表面积大，颗粒间摩擦、吸附及搭成构架的作用强)。
粗砂：39～40％；中沙：41～48％；细沙：44-49％；粘土絮凝后可达90%。
⑵均匀程度：均匀沙的孔隙率最大。
因非均匀沙粗颗粒间孔隙由细颗粒填充。
⑶形状：圆滑的、棱角不分明的沙样孔隙率较小。
⑷沉积时间：越长，孔隙率越小。
比表面积的定义: 泥沙颗粒的表面积与其体积之比 比表面积的意义：颗粒越小，比表面积越大:。
反映泥沙颗粒的物理化学作用与重力作用的相对大小，比表面积越大(亲水性越强)，物理化学作用越大。
影响干容重的主要因素：⑴粒径：影响孔隙率n 。
粒径↑，n ↓，gs’ ↑，变化范围↓；粒径↓ ， n ↑ ， gs’ ↓，变化范围↑。
⑵淤积厚度：影响土的自重应力，自身固结压缩→影响孔隙率n 。
淤积越深，gs’越大，变化范围越小；淤积越浅，gs’越小，变化范围越大。
⑶淤积历时：影响排水固结充分程度→影响孔隙率n 。
沉积越短， gs’越小；沉积越长， gs’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⑷级配：影响孔隙率n ：组成越均匀，孔隙率越大，gs’越小；组成越不均匀，孔隙率越小，gs’越大。
水下休止角：泥沙在静水下自然堆积而不塌落的坡面倾角，f (°)。
水下摩擦系数：f ＝tg f 说明:粒径越大，水下休止角越大，摩擦系数越大，坡度越陡。
束缚水=粘结水＋粘滞水 絮团：分散细颗粒相互吸引，聚合成结构松散、类似棉花团的较大团粒或团块，称为～，絮团形成的过程即称絮凝 沉降的过程①初始，γs>γW ，重力>阻力，加速下沉②沉速增加→阻力逐渐增大，而重力恒定，加速度减小③当重力＝阻力，加速度＝0，泥沙匀速下沉，沉速趋于稳定。
《河流动力学》课件
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地形特征对河流的影响
地形特征决定了河流的基本特点，如流向、流速、泥沙运动等，也影响了河流的开发和治理方式。
包括径流量、流量、水位等，受到气候、地形等因素的影响。
河流水量
包括水的清澈度、污染状况等，与人类的生产和生活密切相关。
水质状况
河流水量和水质状况对人类的生产和生活具有重要影响，如灌溉、航运、发电等。
河流的演变与变化
河谷的形成与演化
河谷的形成是由于水流侵蚀和沉积作用的结果，随着时间的推移，河谷的形态和规模会发生变化。
河流的裁弯取直
在长期的演变过程中，河流会不断裁弯取直，改变河道形态，以保持稳定的流向。
河流的发育阶段
从源头开始，经历上游、中游、下游等不同阶段，每个阶段都有不同的地貌特征和演变特点。
特点
A
B
C
D
河流是地球生态系统的重要组成部分，河流动力学的研究有助于了解和保护地球生态系统。
河流是人类生产生活的重要资源，河流动力学的研究有助于合理利用和保护水资源。
河流是自然灾害的重要来源之一，河流动力学的研究有助于预测和防范自然灾害。
02
CHAPTER
河流的分类与特征
河流的分类标准
按河流的流域面积、河流水量、河流流向、流域地形等标准进行分类。
水文循环是影响河流变化的重要因素，降雨、蒸发、径流等环节都会对河流产生影响。
水文循环
气候变化
地质构造
气候变化如气温、降水等的变化会影响水文循环，进而影响河流的演变。
河流水动力学
河流水动力学引言水是地球上最重要的自然资源之一，而河流是水在地球表面行使其主导性的物理特性的产物。
河流是地球上水循环的一部分，也是整个生态系统的重要组成部分。
对于理解河流水动力学及其对环境和人类社会的影响，具有重要意义。
本文将对河流水动力学进行详细探讨。
一、河流的定义与特征河流是水流动在地表上形成的地貌特征，通常由源头、河床、河流网络和出口组成。
河流具有以下特征：1.1 水的流动：河流是由水的流动形成的，水从高处流向低处。
1.2 水力过程：河流主要是由重力和阻力之间的相互作用产生的水力过程所驱动的。
1.3 河床：河流的底部被称为河床，通常由沉积物、砾石和沙子等物质组成。
二、河流水的运动方式河流水的运动方式主要有三种：均匀流、变动流和瞬变流。
2.1 均匀流：均匀流是指河流的水深、流速、水面宽度和横截面积在河长方向上保持恒定的流动状态。
2.2 变动流：变动流是指河流的水深、流速、水面宽度和横截面积在河长方向上存在变化的流动状态。
这种流动状态通常发生在曲流、弯道和交汇流等地形处。
2.3 瞬变流：瞬变流是指河流的水深、流速、水面宽度和横截面积发生即时变化的流动状态，通常发生在河流的波浪、白水、瀑布和涡漩等地方。
三、河流水动力学的驱动力河流水动力学是由多种驱动力所控制和影响的。
3.1 重力：重力是驱动河流水运动的主要力量之一。
水从高处流向低处是由于重力的作用。
3.2 摩擦力：摩擦力是河流水动力学中的另一个重要驱动力。
河床表面的摩擦力阻碍了水流的运动，并使水流变得更加湍急。
3.3 惯性力：惯性力是由于水体受力后继续运动的趋势而产生的。
当河流的水动力发生变化时，惯性力会产生反作用力，改变河流的流向和速度。
3.4 表面张力：表面张力是水分子之间的相互作用力，是河流水面能保持平坦和稳定的重要原因之一。
四、河流水动力学的影响因素河流水动力学受到许多因素的影响。
4.1 水量：水量是指河流中的水的总量，是影响河流水动力学的重要因素。
河流动力学
河流的基本功能(1)输运功能(将流域降水形成的径流和坡面系统侵蚀产生的泥沙向海洋排泄,同时维持河道的正常演变)(2)水源功能(地表水源和地下水补给源)(3)汇水功能(保证自净能力的前提下承纳工农业和城镇生活污水)(4)栖息地功能(陆生及水生生物)(5)天然屏障功能(如塔里木河阻止塔克拉玛干沙漠向北移动)本课程特点1、以泥沙起动、推移质运动和悬移质运动的运动规律的分析理解作为重点。
2、弄清其物理概念，分析影响因素。
本课程中的众多经验和半经验公式，不必背诵，在了解公式推导过程后，注意力放在弄清其物理概念，分析影响因素，注意其建立条件和适用范围等方面。
恒定流：流场中液体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间而变化的流动称为恒定流非恒定流：均匀流：涉及运动的各物理量沿流程不变的水流为均匀流。
非均匀流：液流的两种流态层流:质点不混掺。
紊流:质点混掺,河道水流的不恒定性：河道水流的不恒定性主要表现在两个方面：一是来水来沙情况随时空的变化，这与水力学相同；二是由于河床经常处于演变之中，因此河道水流的边界也随时空文化河道水流一般特性：二相，三维，非均匀，非恒定的紊流。
第一节风化过程风化作用:岩石和矿物在地表环境中，受物理，化学，生物作用发生体积变化和化学成分变化的过程。
流域地表的侵蚀影响因素气候土壤地形地貌人类活动1、侵蚀模数：每平方公里地面每年冲蚀若干吨泥沙来衡量，称为侵蚀模数，也称输沙量模数2、含沙量：每单位体积河水中的泥沙重量表示河流的含沙量。
单位：kg／m3等容粒径一、定义：体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。
二、计算方法：体积法求粒径(理论上)重量法求粒径（适用于单颗粒砾石）筛分粒径：一、定义泥沙颗粒刚好通过正方形筛孔的边长。
（筛析法适用于称重不方便时）筛号与孔径之间关系见教材p24二、计算、沉降粒径：一、定义：泥沙在静水中等速下沉时的速度对应的粒径二计算方法：测量泥沙在静水中的沉降速度，按照粒径与沉速的关系式换算成的粒径(沉降法适用于粒径在0.1mm以下)中值粒径：在全部沙样中，大于和小于这个粒径的泥沙重量刚好相等。
河流动力学
河流动力学河流动力学是研究河道在自然状态下以及受人工建筑物控制以后在水流与河床相互作用的过程中运动发展的力学规律的科学。
河流动力学所研究的基本矛盾是水流与河床之间的矛盾。
发展简史在长期防治水害、兴修水利的生产实践中，古代对河流运动变化规律逐步有所认识。
15世纪意大利的达·芬奇首先采用观测和试验方法对河流水力学进行研究。
16世纪中叶中国的潘季驯提出"筑堤束水，以水攻沙"的治河原则。
1786年法国的P.杜布阿研究了泥沙起动、沙波形成、断面稳定、粗化作用和河流形态等问题。
1879年法国的P.迪布瓦创立推移质运动的拖曳力理论。
1895年英国R.肯尼迪提出冲积回流的“均衡”理论。
1931—1933年美国的M.P.奥布赖恩和苏联的B.M.马卡韦耶夫分别将紊流的扩散理论引用到悬移质运动。
1942年美国的H.A.爱因斯坦建立推移质运动统计理论，以后又与悬移质运动扩散理论结合形成了床沙质挟沙力计算方法。
20世纪40年代末至50年代初河流动力学逐渐发展成为一门独立的学科。
研究内容河流动力学主要研究水流与河床的相互作用规律。
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;④河床变形预测:研究预测水流、泥沙运动及河床冲淤演变的方法。
河流动力学广泛应用水力学、水文学等学科的原理和方法处理问题。
河流动力学是治河工程、灌溉排水工程、水力发电、航道及港口工程等学科的理论基础之一。
它与地理科学、环境科学有着密切的关系。
研究方法河流动力学所要解决的问题十分复杂，研究中使用的方法主要有四种。
①现场观测:在天然河流上对水流、泥沙运动和河床演变现象进行直接观察和测量;②室内试验:在试验室内对水流泥沙运动的基本规律进行试验研究或对具体河段进行实体模型试验;③理论分析:利用物理学、力学、统计学等学科的基本原理和方法对河道水流泥沙运动和河床演变过程进行理论分析，求出各种问题的理论解;④数值计算:用数值计算方法借助电子计算机求出水流泥沙运动和河床演变问题的近似解，满足工程实践的需要。
(完整word版)河流动力学
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。
河流泥沙动力学
4.1泥沙起动的物理机理（1.0学时）
4.2均匀沙的起动条件（1.0学时）
4.3非均匀沙的起动条件（0.5学时）
4.4斜坡上泥沙的起动流速（0.5学时）
4.5止动和扬动流速（1.0学时）
教学方法与 教学手段
教学方法：1.采用“以多媒体教学为主、板书为辅”的方式， 多种教学手段相互补充，使课堂教学与实验教学相结合。
二、课程知识、能力体系
《河流动力学》课程知识（能力）体系
序号
知识单元描述
知识点
对应能力
学时
要求
1
第一章
河流动力学基 本概念简介
河道水流的基本特 性；河道水流的水流 结构；河道水流的紊 动及阻力损失。
掌握河道水流 的基本特性
2
了解
2
第二章 泥沙的特性
河流泥沙来源；泥沙 的矿物特性与分类； 泥沙的几何特性与重 力特性。
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掌握
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第五章
沙坡运动及动 床阻力
沙坡形态和运动状 态、沙坡的发展过程 和形成机理；床面形 态的判别标准、沙坡 尺度及其运行速度； 动床阻力。
能熟练掌握沙 坡运动与动床 阻力
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熟悉
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第八章 推移质输沙率
推移质简介；均匀推 移质输沙率公式与非 均匀推移质输沙率公 式；估算推移质输沙 率的其他方法；用统 计理论处理推移质输 沙率问题的新进展。
课程简介
《河流动力学》课程是水利水电工程专业的一门专业教育课。是研究河 道在自然状态下以及受人工建筑物控制以后在水流与河床相互作用的过程中 运动发展的力学规律的一门课。本课程的知识点相对分散，公式较多，学生 反映不太好学，因此，在本课程教学中应该以泥沙运动作为主线，以泥沙起 动、推移质运动和悬移质运动的运动规律的分析理解作为重点，进而对理解 泥沙运动对水流阻力、水流运动加以理解掌握。河床演变应与水流泥沙运动 相联系。
河流动力学
河流动力学河流动力学是研究河流中水的运动规律和力学过程的学科。
河流是地球上最重要的水文系统之一，其水动力过程直接影响河流的形态演变、水质分布与传输、洪水灾害等一系列问题。
河流动力学的研究对于水资源的合理利用和河流生态环境的保护具有重要的意义。
河流动力学的研究对象是河流中的水流运动。
水流运动的基本特征是流速的变化和流向的变化。
河流中的水流运动是由各种力共同作用的结果。
其中，重力是主要的驱动力，它使得水从高处流向低处。
此外，摩擦力、浮力、惯性力等也参与了水流运动的过程。
河流中的水流运动是复杂而多变的，受到多种因素的影响。
首先，地形起伏是决定河流水流运动的关键因素之一。
地形起伏的不同会导致水流的变化，形成急流、激流、漩涡等不同的水流形态。
其次，河道断面形状和河床材料的不同也会对水流产生影响。
河道断面的变化会改变水流的流速和流向，而河床材料的不同也会影响水流的摩擦力和阻力。
再次，气候条件也是影响河流水流运动的重要因素。
气候条件的变化会导致水量的增减，从而影响水流的流速和流向。
河流动力学的研究方法主要包括实验研究和数值模拟两种。
实验研究是通过在实验室中模拟河流水流运动的过程，通过测量和观察来获取相关数据和现象。
实验研究的优点是可以对实验条件进行控制，可以获得较为准确的数据。
但是，实验研究也存在着实验条件的限制和实验结果的局限性。
数值模拟是通过建立数学模型来模拟河流水流运动的过程，通过计算机模拟来获取相关数据和现象。
数值模拟的优点是可以对不同条件进行模拟和预测，可以研究大尺度和长时间尺度的问题。
但是，数值模拟也存在着模型参数的选择和计算精度的限制。
河流动力学的研究成果在工程实践中得到了广泛的应用。
例如，河流动力学的研究可以为河流治理和水利工程的设计提供依据。
通过研究河流的水流运动规律，可以预测河流的演变趋势，为河道整治和防洪设计提供科学依据。
此外，河流动力学的研究还可以为河流生态环境的保护和修复提供理论支持。
河流动力学整理
1.对数流速垂线分布1、泥沙级配曲线：横坐标表示泥沙粒径，纵坐标表达在所考虑的沙样中粒径小于横坐标相应的某一粒径在总沙样中所占的百分比的曲线。
2、粒配曲线的绘制方法和过程：⑴取样筛分,获取各粒经组D i 泥沙的重量;⑵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 ;⑶准备半对数坐标纸(横坐标为对数分格,纵坐标是普通分格);⑷以粒经Di 为横坐标(对数坐标,从大到小),小于和等于粒经Di 的沙重百分比pi 为纵坐标(普通坐标)绘制D~p粒配曲线。
3、级配曲线可以反映沙样颗粒的相对大小和范围，可反映沙样组成的均匀程度1、特征粒径:单颗粒泥沙粒径:等容粒径,算术/几何平均粒径,筛分粒径,沉降粒径;群体泥沙代表粒径:平均粒径(d i=(d max-d min)/2;D m=∑(d i*p i)/100);中值粒径(d50);非均匀特点:均方差(σ=1/2(D84/D50+ D50/D16));挑选系数(Φ=开方(D75/D25))(越接近1,沙样就越均匀,越大于1,沙样越不均匀);1.孔隙率:泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比。
泥沙孔隙率因沙粒大小、均匀度、沙粒形状、泥沙沉积方式、沉积后受力大小和历史长短等有关。
粗沙(39％-40％);中沙(41％-48％);细沙(44％-49％)。
细颗粒泥沙表面面积大，使得摩擦、吸附、搭成架构等作用增大;粒径均匀的泥沙孔隙率最大;球体,孔隙率小。
(细颗粒泥沙具有较大的孔隙率和较小的干容重)1.容重γs:泥沙颗粒的实有重量和实有体积(不含空隙体积)之比(一般变化范围不大,取2650kg/m3);有效容重系数:泥沙水下比重与水的比重之比(a=(γs-γ)/γ);干容重γs’;泥沙颗粒的实有重量和整个体积(含空隙体积)之比(变化范围大,因为空隙变化大);用途:确定泥沙冲淤体的体积;影响因素:粒径(主)、淤积深度、埋藏深度和环境、排水情况、有无初露水面暴露在空气中、细颗粒的化学成分等;γs’与γs的关系：γs’= γs(1-e)；规律:粒径大的泥沙γs’大一些，变化范围小一些,粒径小的反之;浑水容重:如果以S 代表水的含沙量,则浑水容重(r m=r+(1-r/r s)*s),含沙量S较大的变化只能引起r m较小的变化。
河流动力学复习
河流动力学就是以力学及统计等方法研究河流在水流、泥沙和河床边界河流动力学的研究内容：①水流结构，②泥沙运动，③河床演变。
河流动力学的研究方法：①理论研究，②实验研究，③原型研究，④数学模型。
河流特性：①两相流，②三维③不恒定流，④非均匀流。
河流分类：山区河流山前河流顺直型平原河流蜿蜒型分汊型游荡型风化作用：是岩石和矿物在地表环境中，受物理、化学和生物作用，发生结构破坏和化学成分变化的过程。
泥沙的几何特性：一般来说，较粗的泥沙颗粒沿河底推移前进，碰撞机会较多，容易磨成较为圆滑的外形；较细的泥沙颗粒随水流悬浮前进，碰撞机会较少，相对不容易磨损，棱角比较分明。
泥沙粒径分布的描述方法：（1）.泥沙粒径频率直方图（2）.泥沙粒径累积频率分布曲线。
（1）泥沙粒径频率直方图：采用一定的方法，将泥沙颗粒粒径按粒径大小顺序分为若干组，粒径位于di至dj区间（di<dj）的泥沙称为di~dj粒径组，di~dj 粒径组泥沙的质量与沙洋总质量的比值称为改组泥沙的质量比。
以不同粒径组泥沙为横坐标，一般采用对数刻度，以不同粒径组泥沙质量百分比为纵坐标，绘成直方图。
如果泥沙粒径组划分很细，即di~dj间距很小，则泥沙粒径频率直方图可以连成光滑的曲线，称为泥沙粒径频率分布曲线。
泥沙粒径频率直方图的形状与泥沙粒径分组的数目和间距有很大的关系，组分分得越多，间距越小，所得结果越能真实反映泥沙的粒径分布。
（2）泥沙粒径累积频率分布曲线：以横坐标表示泥沙颗粒粒径大小，纵坐标表示小于某一粒径di的泥沙质量与泥沙总质量的百分比。
泥沙粒径频率分布曲线与泥沙粒径累积频率分布曲线统称为泥沙粒径级配曲线。
泥沙来源：地表冲蚀（主要部分），河床的冲刷和风沙运动。
最根本来源：岩土的风化。
泥沙颗粒按粒径分类中值粒径ｄ：泥沙粒径累积频率分布曲线上横坐标取值为50%时所对应的粒径值。
50干容重（干密度）：将原状泥沙，经过110-105℃的温度烘干后，其重量（质量）与原泥沙整体体积的比值。
河流动力学重点
前言1•河流动力学就是以力学及统计等方法研究河流在水流、泥沙和河床边界三者共同作用下的变化规律的学科！主要内容包括泥沙运动和河床演变！2•河流动力学的研究方法有理论研究、试验研究、原型观测、数学模型。
第一章1.P16等容粒径公式。
2•粒径大小分类、漂石、卵石、砾石、沙砾、粉粒、黏粒，3•有效密度的表示方法（PS-P）/P4•从自然界取得的原状泥沙，经过100到105度的温度烘干后，其质量与原泥沙整体体积的比值称为泥沙的干密度。
相应重量的比值称为干容重。
5•泥沙干密度主要受泥沙粒径、淤积厚度、淤积历时等因素的影响，注意图p21, P22的图6•在静水中的泥沙，由于颗粒之间的摩擦作用，可以堆积成一定角度的稳定倾斜而不塌落，倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下停止角！第二章1泥沙沉降速度是指单颗泥沙在足够大的静止请水中等速下沉时的速度，简称沉速。
由于泥沙颗粒越粗，沉速越大，因此又被称为水力粗度！2雷诺数小于0.5为停滞性状态，大于1000属于紊动状态，介于之间属于过渡状态。
3影响泥沙沉降速度因素有，颗粒形状，边壁条件，含沙浓度，紊动，絮凝等4泥沙颗粒越细。
其比表面积越大，当泥沙粒径小于0.01毫米，颗粒表面的物理化学作用可使颗粒之间产生微观结构，随着这种颗粒泥沙的增加，相邻的若干带有吸附水膜的细颗粒便彼此连接在一起形成絮团，这种现象称为絮凝现象。
第三章注意资料计算题游荡型河段演变规律：形态特性，平面形态看，河身比较顺直，往往宽窄相间，类视藕节状，河段内河床宽浅，洲摊密布，岔道交织。
水流特性：因河床宽浅，平均水深很小。
水文特性表现为暴涨暴落，年内流量变化大。
输沙特性：含沙量大，而且同流量下含沙量变化很大，流量与含沙量关系不明显。
同意流量, 因上站含沙量的不同，其输沙率相差很大，出现多来多排，少来少排现象。
演变规律：冲淤变化，汛期主槽冲刷，滩地淤积。
非汛期，主槽淤积，滩地坍塌。
从长时间看，表现为主槽淤积抬高，而滩地持续抬高。
曲流 河流动力学-概述说明以及解释
曲流河流动力学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:河流是地球上广泛存在的一种自然地理现象，其运动不仅受到水体的力学特性的影响，还受到地形、水文、生态等因素的综合作用。
河流的运动形式多种多样，其中曲流是一种常见且重要的现象。
曲流是指河流沿着其长度方向弯曲或蜿蜒流动的现象，常见于山地、丘陵地区。
曲流的形成原因多种多样，主要有地质构造、地形地貌和水文因素等影响。
在经过长时间的侵蚀和沉积过程之后，地球表面形成了丰富多样的地质构造，这些构造对于河流的变化趋势产生了重要影响；同时，地形地貌的不均匀性也为河流的曲流提供了物理条件；水文因素包括降水量、径流量、河道湍流等，也会影响河流的流态及流向。
曲流的影响因素具有复杂性和多样性。
首先，曲流会对河流生态系统造成一定的影响。
曲流区域的湿地环境相对较为稳定，提供了丰富的栖息地和食物资源，为众多生物物种提供了理想的生存条件。
其次，曲流对于水资源的利用有一定的影响。
曲流会影响河流的水动力特性，进而影响其水量和水质的分布，给水资源的获取和利用带来一定挑战。
最后，曲流的管理与保护是保障河流健康发展的重要环节。
通过合理的规划和管理措施，可以保护曲流区域的生态环境，提高水资源的可持续利用，并有效维护河流的稳定性和可持续性。
本文将深入探讨河流动力学中曲流的基本概念、形成原因和影响因素。
在此基础上，还将分析曲流对河流生态系统和水资源利用的影响，并提出曲流的管理与保护对策。
通过对曲流这一重要课题的深入研究，旨在为保护和管理河流提供科学依据，促进河流的可持续发展。
文章结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 河流动力学的基本概念2.2 曲流的形成原因2.3 曲流的影响因素3. 结论3.1 曲流对河流生态系统的影响3.2 曲流对水资源利用的影响3.3 曲流的管理与保护文章结构按照引言、正文和结论三个部分进行划分。
在引言部分，我们对曲流的河流动力学进行了介绍，并解释了文章的目的和重要性。
河流水力学中的水流动力学与水动力学模型
河流水力学中的水流动力学与水动力学模型河流水力学是研究河流中水的运动、变化和影响的学科。
水流动力学（Hydrodynamics）和水动力学 (Hydraulics) 是河流水力学中的两个重要分支。
水流动力学主要研究液体无限接近于静止状态而而不是由于静水压力而流动时的力学性质和变化规律。
它包括流体静力学、流体动力学和流体水动力学等内容。
水动力学附着于水文学的领域中，探讨流量与河床之间的互动问题，是应用力学在水文学的一个分支。
在水流动力学的研究中，常用雷诺数来描述流体的流动状态。
雷诺数（Re）是流场中惯性力与粘性力的比值，即Re=惯性力/粘性力，通俗点说，就是比较“快”和比较“慢”两种液体在运动时，惯性力和摩擦力占的比例。
雷诺数越大，惯性力越强，粘性力越弱，流体的速度分布、流线轮廓会发生很大的变化，出现旋力、涡旋、湍流等等。
水流动力学通常研究的对象是静止水体中的水流，比如飞机飞过湖面，水面随之波动形成涟漪、浪花、气泡等图案。
水流动力学的研究不仅和地球上的河流、湖泊、海洋等水域有关，同样应用在航空飞行、化工加工、水电利用、环境污染、生态保护等领域。
而水动力学则是将力学原理用于研究水在管道、水库、持滞池、水闸等设施中的流动规律和相应的物理量时进行研究。
水力学主要通过建立水动力学模型来进行研究，大多数研究通过物理实验来模拟实际情况，得到相关数据进行计算分析。
这些实验中一般会建立两种模型，即放大模型和原型模型。
放大模型将大型水力结构物缩小成比例减小的模型进行配制，以模拟实际工程中的设计。
原型模型则是尽可能地模拟实际情况所建立的模型，往往使用原材料制成，并实际测量水流运动的各种参数。
这种方法一般用于大型水利工程的实验验证，如水坝、堤防等大型设施。
通过对这些模型的实验数据进行计算处理，水动力学研究人员可以对水流动的各项参数进行分析，包括速度、流量、压力、粘度等。
水流动力学和水动力学模型的运用带来了很多好处。
比如，在水力学建模中，通常需要加入其他一些因素，比如气候和水文变化。
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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0.5<R<1000，过渡状态，沿摆动轨迹下沉；当R>1000，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，显著减少异重流的淤积2.在口门处设置防淤帘3.设置水力门帘4.合理安排疏浚时间第五章河床演变1.河床演变：是指河床在自然条件下或受人工建筑物影响而发生的变化。
2.河床演变从表现形式上分为纵向变形、横向变形。
3.河道演变的发展过程可分为单向变形、复归性变形4.河床演变基本原理（根本原因）：输沙的不平衡性。
当上游来沙量大于本河段水流输沙能力时，本河段将发生淤积；当上游来沙量小于本河段水流输沙能力时，本河段将发生冲刷。
5.河床演变因素：1.河段的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.河段的河谷比降4.河段的河床形态及地质情况（可人工调整）6.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、分汊河道、顺直河道、游荡河道。
7.弯道水流特征：凹岸水位低，凸岸水位高；凹岸冲刷，凸岸淤积。
8.水流动力轴线：河段中沿流程各断面最大垂线平均流速所在位置的连线，亦称主流线。
9.水流动力轴线的主要特点：1.在弯道的进口段或者在弯道上游的过渡段常偏靠凸岸。
2.主流线“低水傍岸”“高水居中”；顶冲点“低水上提”“高水下挫”。
10. 横比降J z 为离心加速度与重力加速度的比值。
11．裁弯后的河床演变过程：1.新河发展2.老河淤废3上游河段变化（河段有所冲深）4.下游河段变化5.撇湾切摊12.造床流量：是指其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当，对塑造河床形态起着控制作用的某一个流量。
13．确定造床流量两方法：1.平滩流量法(其中平河漫滩水位为第一造床流量，平边滩水位流量为第二造床流量)2.计算法第六章潮汐河口的水流泥沙特点及河床演变1.河口区是指河流与受水水体的结合地段。
当河流注入有潮海时，由于受潮汐作用的影响，常称为潮汐河口。
2.潮汐河口区：河流注入到海洋的过渡区域。
3.河口口门：通常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的位置。
3. 潮流界：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，此处称为潮流界。
潮流界以上潮波仍继续上溯，但由于受河水阻滞，潮波波高急剧减小，直至潮差为零，此处称为潮区界。
潮区界以上，河水运动不受潮汐影响。
潮流界和潮区界的位置并非不变，随外海潮差大小、径流量大小变化。
自口门到潮区界之间的河段称为感潮河段。
4.潮汐河口分类：一、按河口形态特征分：三角港河口、三角洲河口。
二、按河口区动力和来沙特征分：强潮海相河口（钱塘江）、弱潮陆相河口（黄河）、湖源海相河口（黄浦江）、陆海双向河口（长江）。
三、按潮汐强弱分：大于4m为强潮河口，2~4m为中潮河口，小于2m为弱潮河口。
5潮波变形是指潮波在河口区传播过程中，其潮差、涨落潮历时、潮位与潮流速过程线之间相位差沿程变化的现象。
6.河口区淡盐水混合类型：高度成层型、弱混合型、强混合型7. 滞留点：在没有密度的河口上段，在涨落潮期间，从表层到底部，水流都是净的下泄流。
河口下段受密度梯度影响，径流主要从表层排走，底部水流涨潮总水量大于落潮，产生净的上溯流。
所以在一个潮周期内计算总水量，底部水流从净的上溯流转变为净的下泄流，沿程必有一个净泻量为零的地点，该处称为“滞留点”。
8.滞留点位置，用计算“优势流”方法求得：1.在河口区沿河道设若干测站，将每个测站的垂线水深分为若干等分，每个等分以一个测点代表；2.在各个测点都进行全潮流速测量，绘出各测点的流速过程线，分别求出涨、落潮流流速曲线与时间坐标轴所包围的面积A f和A e，按公式计算Φ=100%×A e/(A f+A e)；3.算出各测点的Φ值，将各测站同一相对水深各测点的Φ值绘制成Φ对距离的关系曲线，即为优势流曲线。
底层优势流曲线与50%坐标水平线的交点，即为滞留点位置。
9.团聚作用：细颗粒泥沙经过海洋生物脏腑时，颗粒表面吸附脏腑分泌粘液，于是细颗粒泥沙便粘结在一起，形成较大团粒。
10.沉降时差：泥沙从水体降落到河底需要一个过程，泥沙并不就是在这个断面上沉降下来，而是向前运动一段距离才落到河底。
这样，在水流运动和泥沙运动之间会出现一个时差，即沉降时差。
11.冲刷时差：水流上升到止动流速时，泥沙仍停留床面不动，知道流速继续上升到起动流速时，泥沙才进入运动状态。
这方面的时差即为冲刷时差。
12.影响河口区河床演变的因素有水、来沙、边界条件等三方面，通常水流作用居主导地位，但河口区的边界特征，如外形等，也有很大影响。