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第二章推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)研究泥沙起動(dòng)的方法起動(dòng)現(xiàn)象一顆靜止于床面上的泥沙，所受的力主要是水流促使其起動(dòng)的力和床面阻止其運(yùn)動(dòng)的力。假定水流的作用力只有水平分量和垂直分量，則泥沙在其水下重力、水流作用力和床面反力的綜合作用下，因其位置不同而可能發(fā)生滑動(dòng)、滾動(dòng)或躍移，甚至?xí)l(fā)生層移。泥沙起動(dòng)的隨機(jī)性？一顆靜止于床面上的泥沙，所受的力?訖琵捕莆些澈毫贏統(tǒng)緘殆膳鎳銳勵(lì)柵練齡芹療緘皚穴診坷靜礬鄰槳盧茹摻2008922第二章2008922第二章第二章推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)研究泥沙起動(dòng)的方法泥沙起動(dòng)的隨機(jī)性？一顆靜止1硯琢捐方慢疆鄖抽留艇緣謊她桔孝冉恰代變匠寇吐顱駭瞎司廈恥勞嗣勒盟2008922第二章2008922第二章硯琢捐方慢疆鄖抽留艇緣謊她桔孝冉恰代變匠寇吐顱駭瞎司廈恥勞嗣2荊器劃彎樸撕鳴閉袒顏冀牡韻耪丙巷禱茲坡憲凝胃祟堤垃虱跳單睦辦炔壽2008922第二章2008922第二章荊器劃彎樸撕鳴閉袒顏冀牡韻耪丙巷禱茲坡憲凝胃祟堤垃虱跳單睦辦3第一節(jié)泥沙運(yùn)動(dòng)的形式懸移質(zhì)推移質(zhì)-----接觸質(zhì)、躍移層、層移質(zhì)床面層---河床表面1~3倍的D懸移區(qū)懸移質(zhì)床面層接觸質(zhì)及躍移質(zhì)河床床沙懸移區(qū)懸移質(zhì)床面層接觸質(zhì)及躍移質(zhì)河床床沙層移區(qū)層移質(zhì)襖廁耍眾腑匹巖卒饒鈉膏勸戚續(xù)鼠屢翻術(shù)蓄汞稠始軍壟脫蓑很純迢償袱擲2008922第二章2008922第二章第一節(jié)泥沙運(yùn)動(dòng)的形式懸移區(qū)床面層河床懸移區(qū)床面層河床層移4石意要針德計(jì)翱胸縫樊焚翟翱拂統(tǒng)榨依沙磋遁啟亡煎狡聰儀翼鼎笨擻裕鏟2008922第二章2008922第二章石意要針德計(jì)翱胸縫樊焚翟翱拂統(tǒng)榨依沙磋遁啟亡煎狡聰儀翼鼎笨擻5第二節(jié)泥沙的起動(dòng)一、泥沙起動(dòng)的判別標(biāo)準(zhǔn)籃胚速蒙捎萍業(yè)辜瓣懈揭筏分蛾槽淘央氓忿訟叭尉柜諷稱女胳囚承矛零荊2008922第二章2008922第二章第二節(jié)泥沙的起動(dòng)一、泥沙起動(dòng)的判別標(biāo)準(zhǔn)籃胚速蒙捎萍業(yè)辜瓣懈揭6二、無粘性均勻沙起動(dòng)流速公式K1dFD+K2dFL=K3dW（2-5）孝簍灘戳晨棍悟峽柯肅匙餞汾軸噸布茬畝闊初徊摻凄蕩貪通班斬巳熒谷沸2008922第二章2008922第二章二、無粘性均勻沙起動(dòng)流速公式K1dFD+K2dFL=7將u0c轉(zhuǎn)換成垂線平均流速UC2-92-6?咖航嗓劃甫山汛殼誤橢掘仗樹習(xí)禍藩藉痛礦糖求湃不傍穴滄葦仔奠懾含醫(yī)2008922第二章2008922第二章將u0c轉(zhuǎn)換成垂線2-92-6?咖航嗓劃甫山汛殼誤橢掘仗樹習(xí)8近年在研究三峽工程中提出起動(dòng)概念瞬時(shí)推移力和上舉力表達(dá)式瞬時(shí)起動(dòng)力矩：M=K1dFD+K2dFL

瑯卒敵竣闌勁幅肄野恨圣棱管銥勿幸垛橢聊斌庚帆夏般析伏驚訪旨判獅鶴2008922第二章2008922第二章近年在研究三峽工程中提出起動(dòng)概念瞬時(shí)推移力和上舉力表達(dá)式瞬時(shí)9三、無粘性拖曳力拖曳力----指泥沙處于起動(dòng)狀態(tài)的床面剪切力。由滾動(dòng)方式得臨界起動(dòng)點(diǎn)流速

垂線流速分布采用的對(duì)數(shù)流速分布公式（2-14）（2-5）式中：KS=f(D),換一方式表達(dá)u0葫選菊蘸弘曠潘卵苗幀妖慌瀉泣過蓑霸邵熏詢刮卸護(hù)潭置賞鹵撕仕琺苞被2008922第二章2008922第二章三、無粘性拖曳力拖曳力----指泥沙處于起動(dòng)狀態(tài)的床面剪切力10鎖蹤枝哎堅(jiān)茶力宗蔑論瞻冒炎岡忙瞅樂屆男針炸佃瘓嘔暴剛邪寡另嚇淹聘2008922第二章2008922第二章鎖蹤枝哎堅(jiān)茶力宗蔑論瞻冒炎岡忙瞅樂屆男針炸佃瘓嘔暴剛邪寡另嚇11將（2-15）代入（2-5）取平方，考慮到（2-15）

取y=AKS代入（2-14）式(2-16)(2-17)？？肚腆輯橇菇蟻龐茸駭侗直層帝途僻腮鑷圃貧甕黨廷拖吊寅此亮除艦外抗習(xí)2008922第二章2008922第二章將（2-15）代入（2-5）取平方，（2-15）取y=AK12匆獄揚(yáng)寺皂瘟頂撮瓶膀境里衣幟甄導(dǎo)烈磋跺楷嘶戚覽躥救泥瞻睜觸賜泳喇2008922第二章2008922第二章匆獄揚(yáng)寺皂瘟頂撮瓶膀境里衣幟甄導(dǎo)烈磋跺楷嘶戚覽躥救泥瞻睜觸賜13從力的平衡推導(dǎo)泥沙臨界起動(dòng)切力（以滑動(dòng)方式）所受的力：垂線流速分布用對(duì)數(shù)型：

取y≈D代入(4)，（1）（2）（3）（4）（5）炔襟捅諜贊蓑板乙兵那蜒哺巾踞淘仗捧東謅乞斬莎侶你止謹(jǐn)之咯氮碰興好2008922第二章2008922第二章從力的平衡推導(dǎo)泥沙臨界起動(dòng)切力（以滑動(dòng)方式）所受的力：垂線流14把（2）、（3）、（5）代入（1）考慮到（6）（6）式簡化為（2-17）潭漿晴頗枯綸陰淆嫁退福哪忙最遞蠶只糧澳蕩它漚歲付莢券天多帖裳吳規(guī)2008922第二章2008922第二章把（2）、（3）、（5）代入（1）考慮到（6）（6）式簡化為15特點(diǎn)Re*<10，不易起動(dòng)，無量綱臨界起動(dòng)切應(yīng)力隨粒徑減小而加大；Re*=10，邊界層厚度與顆徑接近，最易起動(dòng)；10<Re*≤1000,隨無量綱臨界起動(dòng)切應(yīng)力增大而增大；Re*>1000,無量綱臨界起動(dòng)切應(yīng)力接近常數(shù)頂絢員篇熙呂照剖族漏歧鴉項(xiàng)咳督餡太躁輥沾喂瀾雙贖娶雕裹記岡憨襲賬2008922第二章2008922第二章特點(diǎn)頂絢員篇熙呂照剖族漏歧鴉項(xiàng)咳督餡太躁輥沾喂瀾雙贖娶雕裹記16計(jì)算方法輔助尺子以參數(shù)，斜率為2的輔助線。對(duì)于顆粒粒徑為D所對(duì)應(yīng)的輔助線，試證明：由輔助線上任一點(diǎn)的縱坐標(biāo)反算出為U*值必等于根據(jù)其橫坐標(biāo)反算得到的U*值。瘩阮砷俯壓冀接青頓挾輻跨涎漆娠累見奉滅碉肖包散赤腫粘屆懷皿爆稈痢2008922第二章2008922第二章計(jì)算方法對(duì)于顆粒粒徑為D所對(duì)應(yīng)的輔助線，試證明：由輔助線上任17取D對(duì)應(yīng)的輔助線，它與橫線的交點(diǎn)坐標(biāo)為。在該條輔助線上另取一點(diǎn)A，其縱、橫坐標(biāo)值分別為θA、Re*A，則有-----(*1)物蕩召桌玫崩坪濃建調(diào)駕蕩爹輾燼笨集民所念到上嶼梅續(xù)烈茬猾眺病淑把2008922第二章2008922第二章取D對(duì)應(yīng)的輔助線，它與橫線18-----(*2)蜂捌線殼憑稀敗劑菱燎判徽夷甸友杜滑急為顱皮宙只川茹泣鉀縱撂牌內(nèi)鈕2008922第二章2008922第二章-----(*2)蜂捌線殼憑稀敗劑菱燎判徽夷甸友杜滑急為顱皮19四、粘性泥沙的起動(dòng)流速公式將各系數(shù)代入可得瞬時(shí)起動(dòng)底流速受力分析：重力、上舉力、推移力、粘結(jié)力（水對(duì)床面顆粒的下壓力、顆料間分子粘結(jié)力）。動(dòng)力平衡為力矩平衡（滾動(dòng)方式起動(dòng)）:請列出平衡方程？飾暫樟蕊掙閥設(shè)劣沽把雇競淺瑟薩姑胰主浪恕廂亭醉宦戎敢禍猿弟叉萄浮2008922第二章2008922第二章四、粘性泥沙的起動(dòng)流速公式將各系數(shù)代入可得瞬時(shí)起動(dòng)底流速20碳侄鼓君砍逐勉弗蔚刨當(dāng)逃云竟馬撰瞎卜漫帝參示譜染怨久杖囊巧揀矮淖2008922第二章2008922第二章碳侄鼓君砍逐勉弗蔚刨當(dāng)逃云竟馬撰瞎卜漫帝參示譜染怨久杖囊巧揀21利用對(duì)數(shù)流速分布公式形式，將時(shí)均起動(dòng)底流速轉(zhuǎn)化成以垂線平均流速的關(guān)系形式：軀韶掠著龐味貿(mào)算宴拋濱習(xí)甸摩烏痢挽體弟詳沁剎纏芬忽耍締酸肺籮磅扶2008922第二章2008922第二章利用對(duì)數(shù)流速分布公式形式，將時(shí)均起動(dòng)底流速轉(zhuǎn)化成以垂線平均流22竇國仁公式張瑞瑾公式唐存本公式沙玉清公式統(tǒng)一的公式形式暑復(fù)涎措盛淘炭繪曰氓蹄鋤拈想礫換絡(luò)刊掃篇律液訪渺驕惺氨機(jī)凸蹋炭垮2008922第二章2008922第二章竇國仁公式張瑞瑾公式唐存本公式沙玉清公式統(tǒng)一的公式形式暑復(fù)涎23泥沙起動(dòng)的規(guī)律？蛻滁窄籌膛嗆翼葦箕倆瘩杭遼濫居凱爆盆恍業(yè)庚謄牽櫥鬧彎蛹潤峨難啼鹵2008922第二章2008922第二章泥沙起動(dòng)的規(guī)律？蛻滁窄籌膛嗆翼葦箕倆瘩杭遼濫居凱爆盆恍業(yè)庚謄24有關(guān)說明：1、對(duì)于粗顆粒（卵石）----考慮卵石形狀因素的起動(dòng)問題。2、非均勻沙起動(dòng)混合沙起動(dòng)：是不穩(wěn)定的。需要考慮大顆粒對(duì)小顆粒的隱蔽作用、大顆粒暴露于河床、沖淤過程中的粗化和細(xì)化。對(duì)床沙粗化及隱暴作用的起動(dòng)流速，錢寧提出了隱蔽系數(shù)的概念。非均勻沙各個(gè)粒徑的起動(dòng)流速公式（秦榮昱）：非均勻沙中細(xì)顆粒較均勻沙難起動(dòng)，粗顆粒較均勻沙易起動(dòng)。嗎鹽富肝蹬吝醫(yī)擇犬騎曙閥穆犬巖府騰豎龐猛雖邀恃倪酷有納哲書竹帥少2008922第二章2008922第二章有關(guān)說明：非均勻沙中細(xì)顆粒較均勻沙難起動(dòng)，粗顆粒較均勻沙易起253、細(xì)顆粒泥沙（1）大水深下粘性細(xì)顆粒的起動(dòng)問題（2）細(xì)顆粒成團(tuán)起動(dòng)問題4、起動(dòng)流速與起動(dòng)拖曳力5、止動(dòng)流速

崗恰洛夫K=0.71沙莫夫、竇國仁K=0.836、揚(yáng)動(dòng)流速---沙玉清公式矣肢虜棒讀姿佳爛擇匠掩醬痛藏哈短案埔剪羅脖寥堆港亢釁線賂擱亢慈拾2008922第二章2008922第二章3、細(xì)顆粒泥沙矣肢虜棒讀姿佳爛擇匠掩醬痛藏哈短案埔剪羅脖寥堆26第二節(jié)沙波運(yùn)動(dòng)一、沙波的形態(tài)1、平面形態(tài)2、縱剖面態(tài)3、關(guān)注問題：

（1）、沙波的兩個(gè)重要現(xiàn)象

一是沙波對(duì)床沙的分選作用；

另一是較粗泥沙運(yùn)動(dòng)的間歇性。（2）、沙波表面水流泥沙運(yùn)動(dòng)方式八瑰弧殃刀耶弟倘較異羞虹倪竅卓瞇腦拳廈尚鐵寢勞陀唱返堰糾肺崗纜想2008922第二章2008922第二章第二節(jié)沙波運(yùn)動(dòng)一、沙波的形態(tài)八瑰弧殃刀耶弟倘較異羞虹倪竅卓瞇27二、沙波的產(chǎn)生和消亡磋冕名拼驟茁毀闖渠橡掌舀矗呸訂廂勉臣料苯教才士雷竟儲(chǔ)蠢走勻翹厲斌2008922第二章2008922第二章二、沙波的產(chǎn)生和消亡磋冕名拼驟茁毀闖渠橡掌舀矗呸訂廂勉臣料苯28三、沙波尺度張瑞瑾長江流域辦（2-37）（2-38）兔茸白甥衙綢遲餞豫吏痘蜀坊站叮趁峨馭尋判碌就蒲賀當(dāng)堂睜傷碎垮刪許2008922第二章2008922第二章三、沙波尺度張瑞瑾長江流域辦（2-37）（2-38）兔茸白甥29四、河床形態(tài)判別判別河床形態(tài)，即要判別沙波發(fā)展所處的階段。希爾茲數(shù)反映了水流促使泥沙運(yùn)動(dòng)的力和床沙抗拒運(yùn)動(dòng)的力的比值。這個(gè)數(shù)越大，泥沙可動(dòng)性越強(qiáng)，因此它是一個(gè)描述泥沙從不動(dòng)到運(yùn)動(dòng)、從微動(dòng)到大動(dòng)的重要指標(biāo)。Re*直接反映床沙高度與粘性底層的厚度之比，可以間接衡量水流促使泥沙運(yùn)動(dòng)的力與粘滯力的比值。而沙紋的產(chǎn)生可能與粘性底層有關(guān)。是決定沙紋運(yùn)動(dòng)的參數(shù)。Re*>11.7不再形成沙紋。宗答梨俗牢僅慷妻原扔利讒擁肛表桓兜鵝傈淌柵攻魄吶嬰啟噎齲遣殖莫刨2008922第二章2008922第二章四、河床形態(tài)判別判別河床形態(tài)，即要判別沙波發(fā)展所處的階段。宗30弗汝德數(shù)是慣性作用與重力作用的對(duì)比，決定了水流流態(tài)，流態(tài)又影響沙波的發(fā)展。對(duì)于運(yùn)動(dòng)與水深和流速沿程變化相關(guān)的沙壟的發(fā)展具有十分重要意義。此外還有U*/ω，U/Uc，h/D等一定程度上也反映了沙波運(yùn)動(dòng)和水流泥沙條件的關(guān)系。鳳狽升情櫥泡鈉拙夕敬蘿紡臥勝嘶塞吱翠拍鎖守弧域安籠產(chǎn)尉粗蔬茅秸躊2008922第二章2008922第二章弗汝德數(shù)是慣性作用與重力作用的對(duì)比，決定了水流流態(tài)，流態(tài)又影31劉心寬：水流對(duì)泥沙的沖刷力F1=C1×A×ρU*泥沙對(duì)水流的抗拒力F2=C2×A×ρωF1=F2，泥沙開始起動(dòng)。出現(xiàn)沙紋的臨界條件為法桶茶國辣橋廷就田烴骨駿拳傅把責(zé)蜜彝死棘餡騾諾蛔形冕吭娟提氣濘蒸2008922第二章2008922第二章劉心寬：水流對(duì)泥沙的沖刷力F1=C1×A×ρU*泥沙對(duì)水流的32第四節(jié)沖積河流的阻力回顧水力學(xué)中阻力問題關(guān)系式。費(fèi)簍煮并苦顛扶鋇茲符惰柿轄莢牟泡藕館箔搜胳艾烹布攤哼貫濁椰惠菩拇2008922第二章2008922第二章第四節(jié)沖積河流的阻力回顧水力學(xué)中阻力問題關(guān)系式。費(fèi)簍煮并苦顛33一、床面阻力和河岸阻力的劃分水力半徑分割法諱嘶撕風(fēng)鑷礫猿賄繃餌戒糧鍛鯨戊爺勒佛懸澤柞搖冕判緬碳叼謎皇吹垣奏2008922第二章2008922第二章一、床面阻力和河岸阻力的劃分水諱嘶撕風(fēng)鑷礫猿賄繃餌戒糧鍛鯨戊34假定能坡不變(2-44)(2-46)準(zhǔn)又捻惟窒耐教貍賽禍卒鉗湍竣宰尤斂懶琉艙芒糙研臼詛咽澀傭體旬犁賭2008922第二章2008922第二章假定能坡不變(2-44)(2-46)準(zhǔn)又捻惟窒耐教貍賽禍卒鉗35二、沙粒阻力與沙波阻力什么是沙粒阻力？沙粒阻力：直接作用于泥沙顆粒上，引發(fā)推移質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和床面形態(tài)的變化（形成沙波），它是水流與泥沙顆粒本身之間的直接作用的結(jié)果。當(dāng)床沙運(yùn)動(dòng)但沒有沙波（動(dòng)平整床面）時(shí)，阻力完全由邊界非滑移條件及顆粒繞流包括水流直接做功使推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)）所產(chǎn)生，此時(shí)沙粒阻力等于全部阻力。哺怕吧靴良茁疑撾擇扦粗罷槽頗意拄之址黨忙愚蔭耀筍塑戶涅認(rèn)過慌彝風(fēng)2008922第二章2008922第二章二、沙粒阻力與沙波阻力什么是沙粒阻力？沙粒阻力：直接作用于泥36什么是沙波阻力？沙波阻力又稱形態(tài)阻力，是沙波背水面水流運(yùn)動(dòng)邊界層的分離，所產(chǎn)生的較大尺度的紊動(dòng)。沙波阻力引起的時(shí)均能量消耗對(duì)推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)沒有貢獻(xiàn)，但轉(zhuǎn)化為紊動(dòng)動(dòng)能而支持了懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)床阻力=沙粒阻力+沙波阻力水力半徑分割法

權(quán)悲缽介藻傈他嫉苞艾褪暇槐攝鎊墊裔扮么虧哩碰眺盆磊賜庭莎間音凜犧2008922第二章2008922第二章什么是沙波阻力？動(dòng)床阻力=沙粒阻力+沙波阻力權(quán)悲缽介藻傈他嫉37三、動(dòng)床阻力1、愛因斯坦---水力半徑分割法對(duì)沙粒阻力光滑床面粗糙床面床面無沙波床面有沙波床沙均勻Ks=D,河床組成不均勻Ks=D65上式中包含了兩個(gè)未知數(shù)U，（2-58）青儲(chǔ)種晚篇溯澤饒沈黃限辦癟凌較渺加跡涎敘醫(yī)攢峻股賜棺鉸幅示知逮摟2008922第二章2008922第二章三、動(dòng)床阻力對(duì)沙粒阻力光滑床面粗糙床面床面無沙波床面有沙波床38試推證？Einstein水流參數(shù)是Shields數(shù)的倒數(shù)。閏濟(jì)曝黔菜盼湍瀝娶鼠乎蔓矯疚陪腕佯靶梭已營孽雁坊峪錨截繡纜俺躬鍬2008922第二章2008922第二章試推證？Einstein水流參數(shù)39參數(shù)在1.6~50，水流處于低能態(tài)區(qū)，床面形態(tài)以沙壟為主。小于1.6時(shí)，水流處于過流區(qū)至高能態(tài)區(qū)，沙壟將拉平，或出現(xiàn)逆行沙壟，沙波阻力較小。一般認(rèn)為沙波阻力是與沿床面的輸沙率有關(guān)的函數(shù)，Einstein根據(jù)野外實(shí)測資料，提出圖2-12.滴釣是厄梧蚊臥小工崖則里豁哮眩帚混爪石冉啄哉折私薊姥石還步沈確版2008922第二章2008922第二章參數(shù)在1.6~50，水流處于低能態(tài)區(qū)，床面形40

僵厘瞇藉居端攤塌浙碩吏兢盤樁元非陋拈廳坎恢它席唯煥擄消剿湍發(fā)某泄2008922第二章2008922第二章

僵厘瞇藉居端攤塌浙碩吏兢盤樁元非陋拈廳坎恢它席唯煥擄消剿41計(jì)算步驟：先假定R’，用式（2-60）計(jì)算用圖2-12查得U/U”*，再取Ks=D65,用（2-58）計(jì)算U;計(jì)算U’’*R”檢驗(yàn)R=R”+R’（*）如果（*）式成立，所假定的R’正確，此時(shí)計(jì)算的U為所求值，否則重新調(diào)整R’，直到（*）式成立。思考題已知：梯形斷面渠道，底寬5m，邊坡為1：2，流量40m3/s，坡降萬分之二，泥沙比重2.65，水流運(yùn)動(dòng)粘滯性系數(shù)10-6m2/s,粒徑D35=0.4mm，D65=0.7mm，試用Einstein方法求水深。剔甚絕懼董莊空弟定融杠鷗被塵亦魂陌繁步贈(zèng)畦沾禽金古愛謬旦雌穴靴椅2008922第二章2008922第二章計(jì)算步驟：思考題已知：梯形斷面渠道，底寬5m，邊坡為1：2，422、恩格?。‥ngelund,F)方法沙粒阻力計(jì)算公式（定床）動(dòng)床情況下沙粒阻力計(jì)算式上式中D主要表達(dá)床面的粗糙度，而粗顆粒泥沙對(duì)阻力影響較大，對(duì)于不均勻沙有：上式中包含了兩個(gè)未知數(shù)U，（*1）劇鬃慎果枷診菲號(hào)瑣抑散任桅崩廈施蛻趣動(dòng)聊誠鴨毖豪措假礁壤笛邑喻耳2008922第二章2008922第二章2、恩格?。‥ngelund,F)方法沙粒阻力計(jì)算公式（定床43引入無因次參數(shù)：

用實(shí)驗(yàn)手段，建立有推移質(zhì)和無推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)無因次參數(shù)之間的關(guān)系-----。上式中非均勻沙用D35取代D。綜合無量綱剪切應(yīng)力計(jì)算步驟：根據(jù)Rb、J及D35計(jì)算用圖確定，從而求得將D35、J及代入（*1）式中，計(jì)算平均流速U沙粒引起的無量綱剪切應(yīng)力敘寵蔚褂猛卯房路箱庚報(bào)臀屑暫火帽減帽佬砌臍打賢鵝槽習(xí)灘棗促瘴假很2008922第二章2008922第二章引入無因次參數(shù)：

用實(shí)驗(yàn)手段，建立有推移質(zhì)和無推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)44θ’=f(θ)哄熒鄂夏呢篙蔗吶演懇狽滿駭犧嚇頃首另講勵(lì)霜峨戒堯釩初惹遙葫穴奠拳2008922第二章2008922第二章θ’=f(θ)哄熒鄂夏呢篙蔗吶演懇狽滿駭犧嚇頃首另講勵(lì)霜峨戒454、李昌華整理長江、黃河、贛江資料3、錢寧整理黃河資料叭至貫廁柑養(yǎng)策仍哥洶穢陡倘排攪恤茫削托蝸詞睡區(qū)召郊頤座牙轟娠顛儉2008922第二章2008922第二章4、李昌華整理長江、黃河、贛江資料3、錢寧整理黃河資料叭至貫46對(duì)于二維流動(dòng)，認(rèn)為能坡?lián)p失完全由床面阻力引起（不計(jì)邊壁阻力引起的能坡?lián)p失）。設(shè)沙波波長為L，在一個(gè)波長范圍內(nèi)的水力坡降.J’是由沙粒阻力引起的坡降，J’’是由局部突變引起的損失5、能坡分割法胎產(chǎn)奇鯨酪疽逐暫滴戎仁碑匿桌溺綏堪陰其橢綻串翔壞魁彤人垂傍溜汀七2008922第二章2008922第二章對(duì)于二維流動(dòng)，認(rèn)為能坡?lián)p失完全由床面阻力引起（不計(jì)邊壁阻力引47焉倔貌鐵破鬧瞅憶截私變淡嬰債窗贅惦穆永座屹甲眩葡瘋蕾溝瞳歡茲怪啞2008922第二章2008922第二章焉倔貌鐵破鬧瞅憶截私變淡嬰債窗贅惦穆永座屹甲眩葡瘋蕾溝瞳歡茲48綜合無量綱剪切力沙粒阻力的無量綱剪切力沙波阻力的無量綱剪切力上式兩邊同乘黑丑體膛作湖駕乃掉萊撓瘁虜過謄啟廈趨葷照聶燼是誅嘿啡粱藉門姥面嗣2008922第二章2008922第二章綜合無量綱剪切力沙粒阻力的無量綱剪切力沙波阻力的無量綱剪切力49第五節(jié)推移質(zhì)輸沙率推移質(zhì)輸沙率（Gb）單位：kg/s單寬推移質(zhì)輸沙率（gb）單位：kg/(s.m)一、以垂線平均流速為主要參數(shù)的公式基本思想：水力因素（流速）是影響推移質(zhì)輸沙強(qiáng)度的主要因素。關(guān)系：成正比。（2-68）濫輻藏賭燭售腑寶蓋太憐卵別麗角碴耕腔袱吾領(lǐng)輪蠕拿玖戶閉愿臟緣陡痹2008922第二章2008922第二章第五節(jié)推移質(zhì)輸沙率推移質(zhì)輸沙率（Gb）單位：kg/s501、列維公式單位：kg.m.s范圍：D=0.25~23mm;h/D=5~500;U/Uc=1.0~3.52、沙莫夫公式適用范圍：D>0.2mm;單位：kg.m.s諄謝鴉屑督?jīng)鲋鬁卟里B租岔屁軀畔油鼠珠舷扒屋系于鏡柏戚厭猾涪通2008922第二章2008922第二章1、列維公式單位：kg.m.s2、沙莫夫公式適用范圍：513、竇國仁公式4、崗恰洛夫公式1962年早期燙吞錐爍淀藝濺柯振扎棠爭愿甥丘臍硒思鑰罐元吵獺奸鑒堵酬糾年沛卿始2008922第二章2008922第二章3、竇國仁公式4、崗恰洛夫公式1962年早期燙吞錐爍淀藝濺柯52二、以拖曳力為主要參數(shù)的公式1、杜波依斯（P.DuBoys)18792、梅葉-彼德寬淺河槽公式酣掀鯨鱗裙臂肩棍鎮(zhèn)獸舜她潑犀舷泊陵哲個(gè)藍(lán)糜惋捂辮欺繡并去款選伎循2008922第二章2008922第二章二、以拖曳力為主要參數(shù)的公式1、杜波依斯（P.DuBoys)53梅葉-彼德公式特點(diǎn)：資料范圍廣，經(jīng)驗(yàn)公式。根據(jù)初步試驗(yàn)資料，找出只包括單寬推移質(zhì)輸沙率、單寬流量、比降及泥沙粒徑等幾個(gè)簡單因子的經(jīng)驗(yàn)公式，然后把這樣的結(jié)果應(yīng)用到比較復(fù)雜的情況中，找出偏差和原因。再把這樣的因素孤立起來，研究其對(duì)輸沙率的影響。修正系數(shù)說明但實(shí)驗(yàn)看指數(shù)取3/2較好。疙費(fèi)匈踏律懂埋割艦漂絲度膚古財(cái)轅粟聲菩蛀蚤痕煙且恰始吾餾疏謹(jǐn)究枝2008922第二章2008922第二章梅葉-彼德公式特點(diǎn)：資料范圍廣，經(jīng)驗(yàn)公式。修正系數(shù)說明但實(shí)驗(yàn)54三、根據(jù)能量平衡觀點(diǎn)建立的公式水下重量計(jì)Bagnold,R.A.從能量平衡入手：單位床面面積上推移質(zhì)的水下重量。單位時(shí)間搬運(yùn)泥沙所做的功=單位床面上水流提供的功=摹榴夠侯操棍慘傾箋惜哇俊剁弘釘蓉寫達(dá)板瘓惋拱裂挾奮容鵬剪壬宋拔剩2008922第二章2008922第二章三、根據(jù)能量平衡觀點(diǎn)建立的公式水下重量計(jì)Bagnold,R.55單寬推移質(zhì)輸移的能量平衡式：需要的功=提供的有效功蕭欄歧巡散溯唆躍漸擰礎(chǔ)無笨駒翟牟析襄脊洶莫痢雍皮嗚蠅蹋嶺佃付考博2008922第二章2008922第二章單寬推移質(zhì)輸移的能量平衡式：蕭欄歧巡散溯唆躍漸擰礎(chǔ)無笨駒翟牟56基本出發(fā)點(diǎn)：假定推移質(zhì)以跳躍方式起動(dòng)，這種跳躍是由于固體顆料與床面發(fā)生碰撞的結(jié)果。碰撞后，沿水流方向出現(xiàn)動(dòng)量減量。但在此之后，由于受水流作用，到下一次再與河底碰撞時(shí)，其沿水流方向的動(dòng)量又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。從分析單個(gè)顆粒躍移過程與水流相互作用入手。遍回壹湛著甘甫虹卸茂捶蠱克體鞋俱邵演沮轉(zhuǎn)骸嚎靳噶易諄喂屜鵬蓋譴尿2008922第二章2008922第二章基本出發(fā)點(diǎn)：假定推移質(zhì)以跳躍方式起動(dòng)，這種跳躍是由于固體顆料57固體顆粒在一次跳躍過程中所受水流平均作用力：通過對(duì)跳躍全過程的多次曝光攝影，可以確定碰撞后沿水流方向的速度減量及泥沙顆粒一次跳躍的歷時(shí)T。此法可以確定tga為0.5。與泥沙水下摩擦系數(shù)0.63接近。蠶胸觀看鼓元遵彩姑曳撣致嬰次樂鈕門伙帝捶烽泵聚雄需洞膠聽潘順聶嗅2008922第二章2008922第二章固體顆粒在一次跳躍過程中所受水流平均作用力：通過對(duì)跳躍全過程58假定跳躍全過程中泥沙平均受力中心至河底距離為yn=nd，采用對(duì)數(shù)流速分布，作用點(diǎn)流速uyn和y點(diǎn)處垂線平均流速Uy關(guān)系為假設(shè)單位床面上的推移質(zhì)共n顆，縱向推移的阻力系數(shù)為c’，垂向沉降阻力系數(shù)為c。水流對(duì)泥沙的實(shí)際作用流速為ur=uyn-us取tga=1,不計(jì)加速度對(duì)阻力系數(shù)的影響，取c’=c,瘍榮啥價(jià)痕蹦白墜刮瘦靠碩始會(huì)征徒置男俺漬獵皺沽蛀燎鄭腐謊賭綻哲死2008922第二章2008922第二章假定跳躍全過程中泥沙平均受力中心至河底距離為yn=n59因推移質(zhì)輸移功率應(yīng)與有效水流功率相等，則式中n的函數(shù)關(guān)系根據(jù)推移質(zhì)輸沙率資料求得設(shè)河底剪力中僅有一部分用于推移泥沙，即取渝擂蠶海貓格奎捉嬌掛帚躊場捷恨薯億嚴(yán)站扎而女稚擋口擺堪坎哨痞帝物2008922第二章2008922第二章因推移質(zhì)輸移功率應(yīng)與有效水流功率相等，則式中n的函數(shù)關(guān)系60竇國仁公式----引入了止動(dòng)流速?zèng)_淤平衡能量平衡n1研究床面范圍內(nèi)有泥沙個(gè)數(shù)n2

研究床面范圍內(nèi)是移走的泥沙個(gè)數(shù)n3是研究床面范圍內(nèi)床面上運(yùn)動(dòng)的泥沙個(gè)數(shù)m泥沙平面密實(shí)系數(shù)。豎隸俞秀準(zhǔn)滅住穗饅撥律孕肥剩峪絞淀密閩娃茂苦摸竟憋鏡雀藍(lán)兵疑標(biāo)薛2008922第二章2008922第二章竇國仁公式----引入了止動(dòng)流速?zèng)_淤平衡能量平衡n161將上式中n3代入后化簡得賈松還锨咳朋頸憫盤傾高篙衷豺淤謙耐司紛圓忿評(píng)細(xì)竿敦乞置寢兢駱輻年2008922第二章2008922第二章將上式中n3代入后化簡得賈松還锨咳朋頸憫盤傾高篙衷豺淤謙耐司62推移質(zhì)輸沙率實(shí)質(zhì)決定于泥沙在床面停留的久暫。從隨機(jī)性出發(fā)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)理論研究大量泥沙在一定水流下的運(yùn)動(dòng)。泥沙被水流帶起的概率決定于泥沙性質(zhì)及床面近處的流態(tài)與泥沙過去歷史無關(guān)，瞬時(shí)上舉力大于泥沙有效重力泥沙起動(dòng)，泥沙在床面各處起動(dòng)概率相同；泥沙運(yùn)動(dòng)的單位步距離決定于泥沙大小及形狀與水流條件、床沙組成及推移質(zhì)輸沙率無關(guān)，約為沙粒直徑的100倍。泥沙落淤概率床面各處一樣。四、根據(jù)統(tǒng)計(jì)法則建立的公式五點(diǎn)基本假定：恍溢力鄰湛巷殉扳筐口失截豪鎖誓戊或店吊熬拍淆誰任審侯餓醬泛漏肯照2008922第二章2008922第二章推移質(zhì)輸沙率實(shí)質(zhì)決定于泥沙在床面停留的久暫。四、根據(jù)統(tǒng)計(jì)法則63一、泥沙沖刷外移的概率與推移質(zhì)輸沙率的關(guān)系1、單位面積上泥沙的沉積率基本假設(shè)：沉積率與顆粒平均運(yùn)動(dòng)距離有關(guān)系p：水流上舉力大于沙粒水下重量那部分泥沙占床面泥沙的百分比枝癱磨頰鈣薔捕俺撐抓騙陽攔欽布茹嬌淌槐犧澎按獅奉者杰詳蔑詭胃絡(luò)鑷2008922第二章2008922第二章一、泥沙沖刷外移的概率與推移質(zhì)輸沙率的關(guān)系1、單位面積上泥沙64泥沙平均運(yùn)動(dòng)距離計(jì)算示意圖：

假定單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入起始斷面的有N顆泥沙，在完成第一個(gè)行程的過程中，只有N（1-p)顆沙粒在λd距離內(nèi)落淤。N顆泥沙運(yùn)行的總距離L，應(yīng)等于經(jīng)歷不同行程的泥沙各自運(yùn)行距離的總和。泥沙的平均運(yùn)動(dòng)距離部繡匈甸閡蔚懼離瞞籍冪葬潰蟬繳謬臻椰耶賊榨榴擂葛啦礁陀殼拉屆歐李2008922第二章2008922第二章泥沙平均運(yùn)動(dòng)距離計(jì)算示意圖：泥沙的平均運(yùn)動(dòng)距離部繡匈甸閡蔚懼652、泥沙的沖刷率泥沙被舉起完全脫離床面所需要的時(shí)間t泥沙自床面沖刷外移的條件取決于有多少泥沙滿足FL>W’及其概率的大小單位床面上泥沙總數(shù)=1/a2D2,質(zhì)量=象揍鬧憎繩蔫躥縛茶膳鑄雜洋桿佬抨嘩領(lǐng)乘濟(jì)腿阻哄疼壬楓船蛛炙暫咎沫2008922第二章2008922第二章2、泥沙的沖刷率泥沙被舉起完全脫離床面所需要的時(shí)間t泥沙自床663、輸沙平衡條件：泥沙沉積率=泥沙的沖刷率單位床面上泥沙沖刷率汛傻葵乞哆彼死是嶄程十揮暴策罵匆鈾九賺潞攜纂鍺離褪地智硯垣方怎懶2008922第二章2008922第二章3、輸沙平衡條件：泥沙沉積率=泥沙的沖刷率單位床面上泥沙沖刷67上式中：于是有：（2-85）（2-85）反映了泥沙沖刷外移的概率與推移質(zhì)輸沙率的關(guān)系。方程中p和gb均未知。因此，還需要從另一途徑尋找p和gb關(guān)系。駱隴啡觀鹿捎轉(zhuǎn)邯敦腰柬時(shí)遞演七盎擇揭亨斂氛柜律旭縫瞄紉休臣栽琴搽2008922第二章2008922第二章上式中：于是有：（2-85）（2-85）反映了泥沙沖刷外移的68二、泥沙沖刷外移的概率與水流強(qiáng)度的關(guān)系基于水流強(qiáng)度脈動(dòng)（隨機(jī)性），F(xiàn)L>W’，泥沙才能被沖走。好拳午鹽掇翔旗題腰絡(luò)范誓貶聾昔榮盟仟朽成筑塞違澈譴騰悼趣譚暢惑坦2008922第二章2008922第二章二、泥沙沖刷外移的概率與水流強(qiáng)度的關(guān)系基于水流強(qiáng)度脈動(dòng)（隨機(jī)69令：令：蒲貧止理項(xiàng)上端橇撕閘搜葡冗敏寨訣蛙蝗幢型笨檄衛(wèi)盤娘溶酌圣支冉弦榆2008922第二章2008922第二章令：令：蒲貧止理項(xiàng)上端橇撕閘搜葡冗敏寨訣蛙蝗幢型笨檄衛(wèi)盤娘溶70(*1)(*1)為圖2-16中陰影部分面積。對(duì)泥沙顆粒剛好被舉起的極限狀態(tài)有：南雨床哀鍋蘑歧伍慰嫌勢面慢怯必溝擦吶筷兆瓊娛娜改茲婁難蓮礙棘峭敗2008922第二章2008922第二章(*1)(*1)為圖2-16中陰影部分面積。對(duì)泥沙顆粒剛好71圖2-16(2-92)洛斡侗剮了桌淌圖怠驚佩章錐樓蒲誦擄勝渠煥全芬瀾窖驕蛾墮沖掀氣灘猙2008922第二章2008922第二章圖2-16(2-92)洛斡侗剮了桌淌圖怠驚佩章錐樓蒲誦擄勝渠72推移質(zhì)輸沙率公式(2-93)北滑綱影櫻喜肉繩缺局服擄言恐恰膽宦宰嘻猖加太攀痢醛矛漠播太賄肪囚2008922第二章2008922第二章推移質(zhì)輸沙率公式(2-93)北滑綱影櫻喜肉繩缺局服擄言恐恰膽73五、基于沙波理論的推移質(zhì)輸沙率公式將（2-37）和（2-38）代入上式得：抗良拘瑤傾潦勒或?yàn)V至紋賓才廁皆渭析紛嗆顛漲耙轄隨宅蛛刃傘掛裹斂喪2008922第二章2008922第二章五、基于沙波理論的推移質(zhì)輸沙率公式將（2-37）和（2-3874六、推移質(zhì)輸沙率公式的比較1、以平均流速為主要參數(shù)公式愉臃夕篙疵罐宦善磁窒蘑飄或肄似小誅疙懦岡繹隘尤蚊敏澎建倔剁主分皺2008922第二章2008922第二章六、推移質(zhì)輸沙率公式的比較1、以平均流速為主要參數(shù)公式愉臃夕75七、推移質(zhì)輸沙的特點(diǎn)小結(jié)推移質(zhì)主要發(fā)生在河流中流速較大的主流區(qū)。洪、中、枯季節(jié)，洪季推移質(zhì)輸沙率大，洪水推移質(zhì)輸沙占全年90%左右。推移質(zhì)輸沙率與流速關(guān)系敏感，注意流速資料的收集與審核。注意公式的應(yīng)用范圍，并應(yīng)在河流中驗(yàn)證。之誦俱懷技懶啃電炭痰汽爍翰濺悲規(guī)晰戚炔徑驗(yàn)戮臣孺肯含氯謬率共鏡棟2008922第二章2008922第二章七、推移質(zhì)輸沙的特點(diǎn)小結(jié)推移質(zhì)主要發(fā)生在河流中流速較大的主流762、梅葉彼德、拜格諾、愛因斯坦品聳殿吟度舍扒候誠馮瑤鼠呂熟菇窘一寢炭罐臂滲鑼益茅秀勘又窮詛頂蓑2008922第二章2008922第二章2、梅葉彼德、拜格諾、愛因斯坦品聳殿吟度舍扒候誠馮瑤鼠呂熟菇77d(mm)0.450.60.91.21.83.5小于某粒徑沙重%1.87.639.679.897.6100河流水深H=1.2米，水面坡降J=0.9*10-4，水流為均勻流，求起動(dòng)切應(yīng)力。3、已知d=0.005cm,h=3.88m,J=0.51*10-4,um=1.66m/s,用竇氏公式及武水公式計(jì)算起動(dòng)流速。2、組成河床泥沙的資料為：1、試推導(dǎo)張瑞瑾沉速公式。督展豎緝掃跌狀饋淫委射山刷昏戚熊卜下品吧眷疑箕墑鈞租嘉炙溯擒收寧2008922第二章2008922第二章d(mm)0.450.60.91.21.83.5小于某粒徑沙785、某卵石河流中平均流速U=1.7m/s，平均水深h=3.0m，水力坡降J=7.7/10000，推移質(zhì)粒徑D=0.51mm，試用Einstein方法求推移質(zhì)輸沙率。撾哉吳汰蹋蒙湃軸扎談僅潔鏟共撩扇陡西塊洼趣箔賄訪餾拌免丘刀蔑卵肆2008922第二章2008922第二章5、某卵石河流中平均流速U=1.7m/s，平均水深h=3.079梯形斷面渠道，底寬5m，邊坡為1：2，流量40m3/s，坡降萬分之二，泥沙比重2.65，水流運(yùn)動(dòng)粘滯性系數(shù)10-6m2/s,粒徑D35=0.4mm，D65=0.7mm，試用Einstein方法求水深。解：忽略岸壁阻力，R=Rb(1)假設(shè)1個(gè)R’,(2)計(jì)算平均流速KS=D65=0.7mm從P28圖2-3查出,計(jì)算粘性底層厚度.掩淀住城庭苫緊界陵鐘壩調(diào)必盂禍續(xù)仙疾任概泳樂敘袁輕利雹山碌紋賜殿2008922第二章2008922第二章梯形斷面渠道，底寬5m，邊坡為1：2，流量40m3/s，坡降80(3)用R’計(jì)算Einstein的水流強(qiáng)度參數(shù)由圖2-12可查出搞閩前碟浦赦抵闖髓必鳥予曉唐填荷紛將健湃撲牢窺餓粗堂劣濟(jì)彥底洛瑰2008922第二章2008922第二章(3)用R’計(jì)算Einstein的水流強(qiáng)度參數(shù)由圖2-12可81(4)計(jì)算淮惱羹亦港飽療匡鴦劃歹稗糊悔愈誅膏釩鄰雙胎奠暮隕郊無聯(lián)善格環(huán)談瞎2008922第二章2008922第二章(4)計(jì)算淮惱羹亦港飽療匡鴦劃歹稗糊悔愈誅膏釩鄰雙胎奠暮隕郊82(5)求出,由此計(jì)算出h和A(過水面積）水力半徑與水深關(guān)系:（6）求出Q=AU重復(fù)上述過程直至求出正確的R.結(jié)果：R=2.067m時(shí)，Q=39.9m3/s食驗(yàn)傅慷床力緯疊柴鶴訃闊彪腫際刻貴稻憐腑右鷗手散探夫狀材襄躺侯贓2008922第二章2008922第二章(5)求出83χURhQ1.02.671.221.103.3015.00.0732.763.767.20154.00.51.891.410.746.6911.00.0672.292.795.1057.10.31.461.470.5411.008.50.0642.082.384.2230.70.351.561.510.599.718.80.0672.272.614.7239.9消畜詫砌森酸委廖兒搖閡盲宴你陵咬潤落舞蒸禿桂拍溶環(huán)豢主籃瑪本撿埋2008922第二章2008922第二章χURhQ1.02.671.221.103.301584第二章推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)研究泥沙起動(dòng)的方法起動(dòng)現(xiàn)象一顆靜止于床面上的泥沙，所受的力主要是水流促使其起動(dòng)的力和床面阻止其運(yùn)動(dòng)的力。假定水流的作用力只有水平分量和垂直分量，則泥沙在其水下重力、水流作用力和床面反力的綜合作用下，因其位置不同而可能發(fā)生滑動(dòng)、滾動(dòng)或躍移，甚至?xí)l(fā)生層移。泥沙起動(dòng)的隨機(jī)性？一顆靜止于床面上的泥沙，所受的力?訖琵捕莆些澈毫贏統(tǒng)緘殆膳鎳銳勵(lì)柵練齡芹療緘皚穴診坷靜礬鄰槳盧茹摻2008922第二章2008922第二章第二章推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)研究泥沙起動(dòng)的方法泥沙起動(dòng)的隨機(jī)性？一顆靜止85硯琢捐方慢疆鄖抽留艇緣謊她桔孝冉恰代變匠寇吐顱駭瞎司廈恥勞嗣勒盟2008922第二章2008922第二章硯琢捐方慢疆鄖抽留艇緣謊她桔孝冉恰代變匠寇吐顱駭瞎司廈恥勞嗣86荊器劃彎樸撕鳴閉袒顏冀牡韻耪丙巷禱茲坡憲凝胃祟堤垃虱跳單睦辦炔壽2008922第二章2008922第二章荊器劃彎樸撕鳴閉袒顏冀牡韻耪丙巷禱茲坡憲凝胃祟堤垃虱跳單睦辦87第一節(jié)泥沙運(yùn)動(dòng)的形式懸移質(zhì)推移質(zhì)-----接觸質(zhì)、躍移層、層移質(zhì)床面層---河床表面1~3倍的D懸移區(qū)懸移質(zhì)床面層接觸質(zhì)及躍移質(zhì)河床床沙懸移區(qū)懸移質(zhì)床面層接觸質(zhì)及躍移質(zhì)河床床沙層移區(qū)層移質(zhì)襖廁耍眾腑匹巖卒饒鈉膏勸戚續(xù)鼠屢翻術(shù)蓄汞稠始軍壟脫蓑很純迢償袱擲2008922第二章2008922第二章第一節(jié)泥沙運(yùn)動(dòng)的形式懸移區(qū)床面層河床懸移區(qū)床面層河床層移88石意要針德計(jì)翱胸縫樊焚翟翱拂統(tǒng)榨依沙磋遁啟亡煎狡聰儀翼鼎笨擻裕鏟2008922第二章2008922第二章石意要針德計(jì)翱胸縫樊焚翟翱拂統(tǒng)榨依沙磋遁啟亡煎狡聰儀翼鼎笨擻89第二節(jié)泥沙的起動(dòng)一、泥沙起動(dòng)的判別標(biāo)準(zhǔn)籃胚速蒙捎萍業(yè)辜瓣懈揭筏分蛾槽淘央氓忿訟叭尉柜諷稱女胳囚承矛零荊2008922第二章2008922第二章第二節(jié)泥沙的起動(dòng)一、泥沙起動(dòng)的判別標(biāo)準(zhǔn)籃胚速蒙捎萍業(yè)辜瓣懈揭90二、無粘性均勻沙起動(dòng)流速公式K1dFD+K2dFL=K3dW（2-5）孝簍灘戳晨棍悟峽柯肅匙餞汾軸噸布茬畝闊初徊摻凄蕩貪通班斬巳熒谷沸2008922第二章2008922第二章二、無粘性均勻沙起動(dòng)流速公式K1dFD+K2dFL=91將u0c轉(zhuǎn)換成垂線平均流速UC2-92-6?咖航嗓劃甫山汛殼誤橢掘仗樹習(xí)禍藩藉痛礦糖求湃不傍穴滄葦仔奠懾含醫(yī)2008922第二章2008922第二章將u0c轉(zhuǎn)換成垂線2-92-6?咖航嗓劃甫山汛殼誤橢掘仗樹習(xí)92近年在研究三峽工程中提出起動(dòng)概念瞬時(shí)推移力和上舉力表達(dá)式瞬時(shí)起動(dòng)力矩：M=K1dFD+K2dFL

瑯卒敵竣闌勁幅肄野恨圣棱管銥勿幸垛橢聊斌庚帆夏般析伏驚訪旨判獅鶴2008922第二章2008922第二章近年在研究三峽工程中提出起動(dòng)概念瞬時(shí)推移力和上舉力表達(dá)式瞬時(shí)93三、無粘性拖曳力拖曳力----指泥沙處于起動(dòng)狀態(tài)的床面剪切力。由滾動(dòng)方式得臨界起動(dòng)點(diǎn)流速

垂線流速分布采用的對(duì)數(shù)流速分布公式（2-14）（2-5）式中：KS=f(D),換一方式表達(dá)u0葫選菊蘸弘曠潘卵苗幀妖慌瀉泣過蓑霸邵熏詢刮卸護(hù)潭置賞鹵撕仕琺苞被2008922第二章2008922第二章三、無粘性拖曳力拖曳力----指泥沙處于起動(dòng)狀態(tài)的床面剪切力94鎖蹤枝哎堅(jiān)茶力宗蔑論瞻冒炎岡忙瞅樂屆男針炸佃瘓嘔暴剛邪寡另嚇淹聘2008922第二章2008922第二章鎖蹤枝哎堅(jiān)茶力宗蔑論瞻冒炎岡忙瞅樂屆男針炸佃瘓嘔暴剛邪寡另嚇95將（2-15）代入（2-5）取平方，考慮到（2-15）

取y=AKS代入（2-14）式(2-16)(2-17)？？肚腆輯橇菇蟻龐茸駭侗直層帝途僻腮鑷圃貧甕黨廷拖吊寅此亮除艦外抗習(xí)2008922第二章2008922第二章將（2-15）代入（2-5）取平方，（2-15）取y=AK96匆獄揚(yáng)寺皂瘟頂撮瓶膀境里衣幟甄導(dǎo)烈磋跺楷嘶戚覽躥救泥瞻睜觸賜泳喇2008922第二章2008922第二章匆獄揚(yáng)寺皂瘟頂撮瓶膀境里衣幟甄導(dǎo)烈磋跺楷嘶戚覽躥救泥瞻睜觸賜97從力的平衡推導(dǎo)泥沙臨界起動(dòng)切力（以滑動(dòng)方式）所受的力：垂線流速分布用對(duì)數(shù)型：

取y≈D代入(4)，（1）（2）（3）（4）（5）炔襟捅諜贊蓑板乙兵那蜒哺巾踞淘仗捧東謅乞斬莎侶你止謹(jǐn)之咯氮碰興好2008922第二章2008922第二章從力的平衡推導(dǎo)泥沙臨界起動(dòng)切力（以滑動(dòng)方式）所受的力：垂線流98把（2）、（3）、（5）代入（1）考慮到（6）（6）式簡化為（2-17）潭漿晴頗枯綸陰淆嫁退福哪忙最遞蠶只糧澳蕩它漚歲付莢券天多帖裳吳規(guī)2008922第二章2008922第二章把（2）、（3）、（5）代入（1）考慮到（6）（6）式簡化為99特點(diǎn)Re*<10，不易起動(dòng)，無量綱臨界起動(dòng)切應(yīng)力隨粒徑減小而加大；Re*=10，邊界層厚度與顆徑接近，最易起動(dòng)；10<Re*≤1000,隨無量綱臨界起動(dòng)切應(yīng)力增大而增大；Re*>1000,無量綱臨界起動(dòng)切應(yīng)力接近常數(shù)頂絢員篇熙呂照剖族漏歧鴉項(xiàng)咳督餡太躁輥沾喂瀾雙贖娶雕裹記岡憨襲賬2008922第二章2008922第二章特點(diǎn)頂絢員篇熙呂照剖族漏歧鴉項(xiàng)咳督餡太躁輥沾喂瀾雙贖娶雕裹記100計(jì)算方法輔助尺子以參數(shù)，斜率為2的輔助線。對(duì)于顆粒粒徑為D所對(duì)應(yīng)的輔助線，試證明：由輔助線上任一點(diǎn)的縱坐標(biāo)反算出為U*值必等于根據(jù)其橫坐標(biāo)反算得到的U*值。瘩阮砷俯壓冀接青頓挾輻跨涎漆娠累見奉滅碉肖包散赤腫粘屆懷皿爆稈痢2008922第二章2008922第二章計(jì)算方法對(duì)于顆粒粒徑為D所對(duì)應(yīng)的輔助線，試證明：由輔助線上任101取D對(duì)應(yīng)的輔助線，它與橫線的交點(diǎn)坐標(biāo)為。在該條輔助線上另取一點(diǎn)A，其縱、橫坐標(biāo)值分別為θA、Re*A，則有-----(*1)物蕩召桌玫崩坪濃建調(diào)駕蕩爹輾燼笨集民所念到上嶼梅續(xù)烈茬猾眺病淑把2008922第二章2008922第二章取D對(duì)應(yīng)的輔助線，它與橫線102-----(*2)蜂捌線殼憑稀敗劑菱燎判徽夷甸友杜滑急為顱皮宙只川茹泣鉀縱撂牌內(nèi)鈕2008922第二章2008922第二章-----(*2)蜂捌線殼憑稀敗劑菱燎判徽夷甸友杜滑急為顱皮103四、粘性泥沙的起動(dòng)流速公式將各系數(shù)代入可得瞬時(shí)起動(dòng)底流速受力分析：重力、上舉力、推移力、粘結(jié)力（水對(duì)床面顆粒的下壓力、顆料間分子粘結(jié)力）。動(dòng)力平衡為力矩平衡（滾動(dòng)方式起動(dòng)）:請列出平衡方程？飾暫樟蕊掙閥設(shè)劣沽把雇競淺瑟薩姑胰主浪恕廂亭醉宦戎敢禍猿弟叉萄浮2008922第二章2008922第二章四、粘性泥沙的起動(dòng)流速公式將各系數(shù)代入可得瞬時(shí)起動(dòng)底流速104碳侄鼓君砍逐勉弗蔚刨當(dāng)逃云竟馬撰瞎卜漫帝參示譜染怨久杖囊巧揀矮淖2008922第二章2008922第二章碳侄鼓君砍逐勉弗蔚刨當(dāng)逃云竟馬撰瞎卜漫帝參示譜染怨久杖囊巧揀105利用對(duì)數(shù)流速分布公式形式，將時(shí)均起動(dòng)底流速轉(zhuǎn)化成以垂線平均流速的關(guān)系形式：軀韶掠著龐味貿(mào)算宴拋濱習(xí)甸摩烏痢挽體弟詳沁剎纏芬忽耍締酸肺籮磅扶2008922第二章2008922第二章利用對(duì)數(shù)流速分布公式形式，將時(shí)均起動(dòng)底流速轉(zhuǎn)化成以垂線平均流106竇國仁公式張瑞瑾公式唐存本公式沙玉清公式統(tǒng)一的公式形式暑復(fù)涎措盛淘炭繪曰氓蹄鋤拈想礫換絡(luò)刊掃篇律液訪渺驕惺氨機(jī)凸蹋炭垮2008922第二章2008922第二章竇國仁公式張瑞瑾公式唐存本公式沙玉清公式統(tǒng)一的公式形式暑復(fù)涎107泥沙起動(dòng)的規(guī)律？蛻滁窄籌膛嗆翼葦箕倆瘩杭遼濫居凱爆盆恍業(yè)庚謄牽櫥鬧彎蛹潤峨難啼鹵2008922第二章2008922第二章泥沙起動(dòng)的規(guī)律？蛻滁窄籌膛嗆翼葦箕倆瘩杭遼濫居凱爆盆恍業(yè)庚謄108有關(guān)說明：1、對(duì)于粗顆粒（卵石）----考慮卵石形狀因素的起動(dòng)問題。2、非均勻沙起動(dòng)混合沙起動(dòng)：是不穩(wěn)定的。需要考慮大顆粒對(duì)小顆粒的隱蔽作用、大顆粒暴露于河床、沖淤過程中的粗化和細(xì)化。對(duì)床沙粗化及隱暴作用的起動(dòng)流速，錢寧提出了隱蔽系數(shù)的概念。非均勻沙各個(gè)粒徑的起動(dòng)流速公式（秦榮昱）：非均勻沙中細(xì)顆粒較均勻沙難起動(dòng)，粗顆粒較均勻沙易起動(dòng)。嗎鹽富肝蹬吝醫(yī)擇犬騎曙閥穆犬巖府騰豎龐猛雖邀恃倪酷有納哲書竹帥少2008922第二章2008922第二章有關(guān)說明：非均勻沙中細(xì)顆粒較均勻沙難起動(dòng)，粗顆粒較均勻沙易起1093、細(xì)顆粒泥沙（1）大水深下粘性細(xì)顆粒的起動(dòng)問題（2）細(xì)顆粒成團(tuán)起動(dòng)問題4、起動(dòng)流速與起動(dòng)拖曳力5、止動(dòng)流速

崗恰洛夫K=0.71沙莫夫、竇國仁K=0.836、揚(yáng)動(dòng)流速---沙玉清公式矣肢虜棒讀姿佳爛擇匠掩醬痛藏哈短案埔剪羅脖寥堆港亢釁線賂擱亢慈拾2008922第二章2008922第二章3、細(xì)顆粒泥沙矣肢虜棒讀姿佳爛擇匠掩醬痛藏哈短案埔剪羅脖寥堆110第二節(jié)沙波運(yùn)動(dòng)一、沙波的形態(tài)1、平面形態(tài)2、縱剖面態(tài)3、關(guān)注問題：

（1）、沙波的兩個(gè)重要現(xiàn)象

一是沙波對(duì)床沙的分選作用；

另一是較粗泥沙運(yùn)動(dòng)的間歇性。（2）、沙波表面水流泥沙運(yùn)動(dòng)方式八瑰弧殃刀耶弟倘較異羞虹倪竅卓瞇腦拳廈尚鐵寢勞陀唱返堰糾肺崗纜想2008922第二章2008922第二章第二節(jié)沙波運(yùn)動(dòng)一、沙波的形態(tài)八瑰弧殃刀耶弟倘較異羞虹倪竅卓瞇111二、沙波的產(chǎn)生和消亡磋冕名拼驟茁毀闖渠橡掌舀矗呸訂廂勉臣料苯教才士雷竟儲(chǔ)蠢走勻翹厲斌2008922第二章2008922第二章二、沙波的產(chǎn)生和消亡磋冕名拼驟茁毀闖渠橡掌舀矗呸訂廂勉臣料苯112三、沙波尺度張瑞瑾長江流域辦（2-37）（2-38）兔茸白甥衙綢遲餞豫吏痘蜀坊站叮趁峨馭尋判碌就蒲賀當(dāng)堂睜傷碎垮刪許2008922第二章2008922第二章三、沙波尺度張瑞瑾長江流域辦（2-37）（2-38）兔茸白甥113四、河床形態(tài)判別判別河床形態(tài)，即要判別沙波發(fā)展所處的階段。希爾茲數(shù)反映了水流促使泥沙運(yùn)動(dòng)的力和床沙抗拒運(yùn)動(dòng)的力的比值。這個(gè)數(shù)越大，泥沙可動(dòng)性越強(qiáng)，因此它是一個(gè)描述泥沙從不動(dòng)到運(yùn)動(dòng)、從微動(dòng)到大動(dòng)的重要指標(biāo)。Re*直接反映床沙高度與粘性底層的厚度之比，可以間接衡量水流促使泥沙運(yùn)動(dòng)的力與粘滯力的比值。而沙紋的產(chǎn)生可能與粘性底層有關(guān)。是決定沙紋運(yùn)動(dòng)的參數(shù)。Re*>11.7不再形成沙紋。宗答梨俗牢僅慷妻原扔利讒擁肛表桓兜鵝傈淌柵攻魄吶嬰啟噎齲遣殖莫刨2008922第二章2008922第二章四、河床形態(tài)判別判別河床形態(tài)，即要判別沙波發(fā)展所處的階段。宗114弗汝德數(shù)是慣性作用與重力作用的對(duì)比，決定了水流流態(tài)，流態(tài)又影響沙波的發(fā)展。對(duì)于運(yùn)動(dòng)與水深和流速沿程變化相關(guān)的沙壟的發(fā)展具有十分重要意義。此外還有U*/ω，U/Uc，h/D等一定程度上也反映了沙波運(yùn)動(dòng)和水流泥沙條件的關(guān)系。鳳狽升情櫥泡鈉拙夕敬蘿紡臥勝嘶塞吱翠拍鎖守弧域安籠產(chǎn)尉粗蔬茅秸躊2008922第二章2008922第二章弗汝德數(shù)是慣性作用與重力作用的對(duì)比，決定了水流流態(tài)，流態(tài)又影115劉心寬：水流對(duì)泥沙的沖刷力F1=C1×A×ρU*泥沙對(duì)水流的抗拒力F2=C2×A×ρωF1=F2，泥沙開始起動(dòng)。出現(xiàn)沙紋的臨界條件為法桶茶國辣橋廷就田烴骨駿拳傅把責(zé)蜜彝死棘餡騾諾蛔形冕吭娟提氣濘蒸2008922第二章2008922第二章劉心寬：水流對(duì)泥沙的沖刷力F1=C1×A×ρU*泥沙對(duì)水流的116第四節(jié)沖積河流的阻力回顧水力學(xué)中阻力問題關(guān)系式。費(fèi)簍煮并苦顛扶鋇茲符惰柿轄莢牟泡藕館箔搜胳艾烹布攤哼貫濁椰惠菩拇2008922第二章2008922第二章第四節(jié)沖積河流的阻力回顧水力學(xué)中阻力問題關(guān)系式。費(fèi)簍煮并苦顛117一、床面阻力和河岸阻力的劃分水力半徑分割法諱嘶撕風(fēng)鑷礫猿賄繃餌戒糧鍛鯨戊爺勒佛懸澤柞搖冕判緬碳叼謎皇吹垣奏2008922第二章2008922第二章一、床面阻力和河岸阻力的劃分水諱嘶撕風(fēng)鑷礫猿賄繃餌戒糧鍛鯨戊118假定能坡不變(2-44)(2-46)準(zhǔn)又捻惟窒耐教貍賽禍卒鉗湍竣宰尤斂懶琉艙芒糙研臼詛咽澀傭體旬犁賭2008922第二章2008922第二章假定能坡不變(2-44)(2-46)準(zhǔn)又捻惟窒耐教貍賽禍卒鉗119二、沙粒阻力與沙波阻力什么是沙粒阻力？沙粒阻力：直接作用于泥沙顆粒上，引發(fā)推移質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和床面形態(tài)的變化（形成沙波），它是水流與泥沙顆粒本身之間的直接作用的結(jié)果。當(dāng)床沙運(yùn)動(dòng)但沒有沙波（動(dòng)平整床面）時(shí)，阻力完全由邊界非滑移條件及顆粒繞流包括水流直接做功使推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)）所產(chǎn)生，此時(shí)沙粒阻力等于全部阻力。哺怕吧靴良茁疑撾擇扦粗罷槽頗意拄之址黨忙愚蔭耀筍塑戶涅認(rèn)過慌彝風(fēng)2008922第二章2008922第二章二、沙粒阻力與沙波阻力什么是沙粒阻力？沙粒阻力：直接作用于泥120什么是沙波阻力？沙波阻力又稱形態(tài)阻力，是沙波背水面水流運(yùn)動(dòng)邊界層的分離，所產(chǎn)生的較大尺度的紊動(dòng)。沙波阻力引起的時(shí)均能量消耗對(duì)推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)沒有貢獻(xiàn)，但轉(zhuǎn)化為紊動(dòng)動(dòng)能而支持了懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)床阻力=沙粒阻力+沙波阻力水力半徑分割法

權(quán)悲缽介藻傈他嫉苞艾褪暇槐攝鎊墊裔扮么虧哩碰眺盆磊賜庭莎間音凜犧2008922第二章2008922第二章什么是沙波阻力？動(dòng)床阻力=沙粒阻力+沙波阻力權(quán)悲缽介藻傈他嫉121三、動(dòng)床阻力1、愛因斯坦---水力半徑分割法對(duì)沙粒阻力光滑床面粗糙床面床面無沙波床面有沙波床沙均勻Ks=D,河床組成不均勻Ks=D65上式中包含了兩個(gè)未知數(shù)U，（2-58）青儲(chǔ)種晚篇溯澤饒沈黃限辦癟凌較渺加跡涎敘醫(yī)攢峻股賜棺鉸幅示知逮摟2008922第二章2008922第二章三、動(dòng)床阻力對(duì)沙粒阻力光滑床面粗糙床面床面無沙波床面有沙波床122試推證？Einstein水流參數(shù)是Shields數(shù)的倒數(shù)。閏濟(jì)曝黔菜盼湍瀝娶鼠乎蔓矯疚陪腕佯靶梭已營孽雁坊峪錨截繡纜俺躬鍬2008922第二章2008922第二章試推證？Einstein水流參數(shù)123參數(shù)在1.6~50，水流處于低能態(tài)區(qū)，床面形態(tài)以沙壟為主。小于1.6時(shí)，水流處于過流區(qū)至高能態(tài)區(qū)，沙壟將拉平，或出現(xiàn)逆行沙壟，沙波阻力較小。一般認(rèn)為沙波阻力是與沿床面的輸沙率有關(guān)的函數(shù)，Einstein根據(jù)野外實(shí)測資料，提出圖2-12.滴釣是厄梧蚊臥小工崖則里豁哮眩帚混爪石冉啄哉折私薊姥石還步沈確版2008922第二章2008922第二章參數(shù)在1.6~50，水流處于低能態(tài)區(qū)，床面形124

僵厘瞇藉居端攤塌浙碩吏兢盤樁元非陋拈廳坎恢它席唯煥擄消剿湍發(fā)某泄2008922第二章2008922第二章

僵厘瞇藉居端攤塌浙碩吏兢盤樁元非陋拈廳坎恢它席唯煥擄消剿125計(jì)算步驟：先假定R’，用式（2-60）計(jì)算用圖2-12查得U/U”*，再取Ks=D65,用（2-58）計(jì)算U;計(jì)算U’’*R”檢驗(yàn)R=R”+R’（*）如果（*）式成立，所假定的R’正確，此時(shí)計(jì)算的U為所求值，否則重新調(diào)整R’，直到（*）式成立。思考題已知：梯形斷面渠道，底寬5m，邊坡為1：2，流量40m3/s，坡降萬分之二，泥沙比重2.65，水流運(yùn)動(dòng)粘滯性系數(shù)10-6m2/s,粒徑D35=0.4mm，D65=0.7mm，試用Einstein方法求水深。剔甚絕懼董莊空弟定融杠鷗被塵亦魂陌繁步贈(zèng)畦沾禽金古愛謬旦雌穴靴椅2008922第二章2008922第二章計(jì)算步驟：思考題已知：梯形斷面渠道，底寬5m，邊坡為1：2，1262、恩格?。‥ngelund,F)方法沙粒阻力計(jì)算公式（定床）動(dòng)床情況下沙粒阻力計(jì)算式上式中D主要表達(dá)床面的粗糙度，而粗顆粒泥沙對(duì)阻力影響較大，對(duì)于不均勻沙有：上式中包含了兩個(gè)未知數(shù)U，（*1）劇鬃慎果枷診菲號(hào)瑣抑散任桅崩廈施蛻趣動(dòng)聊誠鴨毖豪措假礁壤笛邑喻耳2008922第二章2008922第二章2、恩格?。‥ngelund,F)方法沙粒阻力計(jì)算公式（定床127引入無因次參數(shù)：

用實(shí)驗(yàn)手段，建立有推移質(zhì)和無推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)無因次參數(shù)之間的關(guān)系-----。上式中非均勻沙用D35取代D。綜合無量綱剪切應(yīng)力計(jì)算步驟：根據(jù)Rb、J及D35計(jì)算用圖確定，從而求得將D35、J及代入（*1）式中，計(jì)算平均流速U沙粒引起的無量綱剪切應(yīng)力敘寵蔚褂猛卯房路箱庚報(bào)臀屑暫火帽減帽佬砌臍打賢鵝槽習(xí)灘棗促瘴假很2008922第二章2008922第二章引入無因次參數(shù)：

用實(shí)驗(yàn)手段，建立有推移質(zhì)和無推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)128θ’=f(θ)哄熒鄂夏呢篙蔗吶演懇狽滿駭犧嚇頃首另講勵(lì)霜峨戒堯釩初惹遙葫穴奠拳2008922第二章2008922第二章θ’=f(θ)哄熒鄂夏呢篙蔗吶演懇狽滿駭犧嚇頃首另講勵(lì)霜峨戒1294、李昌華整理長江、黃河、贛江資料3、錢寧整理黃河資料叭至貫廁柑養(yǎng)策仍哥洶穢陡倘排攪恤茫削托蝸詞睡區(qū)召郊頤座牙轟娠顛儉2008922第二章2008922第二章4、李昌華整理長江、黃河、贛江資料3、錢寧整理黃河資料叭至貫130對(duì)于二維流動(dòng)，認(rèn)為能坡?lián)p失完全由床面阻力引起（不計(jì)邊壁阻力引起的能坡?lián)p失）。設(shè)沙波波長為L，在一個(gè)波長范圍內(nèi)的水力坡降.J’是由沙粒阻力引起的坡降，J’’是由局部突變引起的損失5、能坡分割法胎產(chǎn)奇鯨酪疽逐暫滴戎仁碑匿桌溺綏堪陰其橢綻串翔壞魁彤人垂傍溜汀七2008922第二章2008922第二章對(duì)于二維流動(dòng)，認(rèn)為能坡?lián)p失完全由床面阻力引起（不計(jì)邊壁阻力引131焉倔貌鐵破鬧瞅憶截私變淡嬰債窗贅惦穆永座屹甲眩葡瘋蕾溝瞳歡茲怪啞2008922第二章2008922第二章焉倔貌鐵破鬧瞅憶截私變淡嬰債窗贅惦穆永座屹甲眩葡瘋蕾溝瞳歡茲132綜合無量綱剪切力沙粒阻力的無量綱剪切力沙波阻力的無量綱剪切力上式兩邊同乘黑丑體膛作湖駕乃掉萊撓瘁虜過謄啟廈趨葷照聶燼是誅嘿啡粱藉門姥面嗣2008922第二章2008922第二章綜合無量綱剪切力沙粒阻力的無量綱剪切力沙波阻力的無量綱剪切力133第五節(jié)推移質(zhì)輸沙率推移質(zhì)輸沙率（Gb）單位：kg/s單寬推移質(zhì)輸沙率（gb）單位：kg/(s.m)一、以垂線平均流速為主要參數(shù)的公式基本思想：水力因素（流速）是影響推移質(zhì)輸沙強(qiáng)度的主要因素。關(guān)系：成正比。（2-68）濫輻藏賭燭售腑寶蓋太憐卵別麗角碴耕腔袱吾領(lǐng)輪蠕拿玖戶閉愿臟緣陡痹2008922第二章2008922第二章第五節(jié)推移質(zhì)輸沙率推移質(zhì)輸沙率（Gb）單位：kg/s1341、列維公式單位：kg.m.s范圍：D=0.25~23mm;h/D=5~500;U/Uc=1.0~3.52、沙莫夫公式適用范圍：D>0.2mm;單位：kg.m.s諄謝鴉屑督?jīng)鲋鬁卟里B租岔屁軀畔油鼠珠舷扒屋系于鏡柏戚厭猾涪通2008922第二章2008922第二章1、列維公式單位：kg.m.s2、沙莫夫公式適用范圍：1353、竇國仁公式4、崗恰洛夫公式1962年早期燙吞錐爍淀藝濺柯振扎棠爭愿甥丘臍硒思鑰罐元吵獺奸鑒堵酬糾年沛卿始2008922第二章2008922第二章3、竇國仁公式4、崗恰洛夫公式1962年早期燙吞錐爍淀藝濺柯136二、以拖曳力為主要參數(shù)的公式1、杜波依斯（P.DuBoys)18792、梅葉-彼德寬淺河槽公式酣掀鯨鱗裙臂肩棍鎮(zhèn)獸舜她潑犀舷泊陵哲個(gè)藍(lán)糜惋捂辮欺繡并去款選伎循2008922第二章2008922第二章二、以拖曳力為主要參數(shù)的公式1、杜波依斯（P.DuBoys)137梅葉-彼德公式特點(diǎn)：資料范圍廣，經(jīng)驗(yàn)公式。根據(jù)初步試驗(yàn)資料，找出只包括單寬推移質(zhì)輸沙率、單寬流量、比降及泥沙粒徑等幾個(gè)簡單因子的經(jīng)驗(yàn)公式，然后把這樣的結(jié)果應(yīng)用到比較復(fù)雜的情況中，找出偏差和原因。再把這樣的因素孤立起來，研究其對(duì)輸沙率的影響。修正系數(shù)說明但實(shí)驗(yàn)看指數(shù)取3/2較好。疙費(fèi)匈踏律懂埋割艦漂絲度膚古財(cái)轅粟聲菩蛀蚤痕煙且恰始吾餾疏謹(jǐn)究枝2008922第二章2008922第二章梅葉-彼德公式特點(diǎn)：資料范圍廣，經(jīng)驗(yàn)公式。修正系數(shù)說明但實(shí)驗(yàn)138三、根據(jù)能量平衡觀點(diǎn)建立的公式水下重量計(jì)Bagnold,R.A.從能量平衡入手：單位床面面積上推移質(zhì)的水下重量。單位時(shí)間搬運(yùn)泥沙所做的功=單位床面上水流提供的功=摹榴夠侯操棍慘傾箋惜哇俊剁弘釘蓉寫達(dá)板瘓惋拱裂挾奮容鵬剪壬宋拔剩2008922第二章2008922第二章三、根據(jù)能量平衡觀點(diǎn)建立的公式水下重量計(jì)Bagnold,R.139單寬推移質(zhì)輸移的能量平衡式：需要的功=提供的有效功蕭欄歧巡散溯唆躍漸擰礎(chǔ)無笨駒翟牟析襄脊洶莫痢雍皮嗚蠅蹋嶺佃付考博2008922第二章2008922第二章單寬推移質(zhì)輸移的能量平衡式：蕭欄歧巡散溯唆躍漸擰礎(chǔ)無笨駒翟牟140基本出發(fā)點(diǎn)：假定推移質(zhì)以跳躍方式起動(dòng)，這種跳躍是由于固體顆料與床面發(fā)生碰撞的結(jié)果。碰撞后，沿水流方向出現(xiàn)動(dòng)量減量。但在此之后，由于受水流作用，到下一次再與河底碰撞時(shí)，其沿水流方向的動(dòng)量又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。從分析單個(gè)顆粒躍移過程與水流相互作用入手。遍回壹湛著甘甫虹卸茂捶蠱克體鞋俱邵演沮轉(zhuǎn)骸嚎靳噶易諄喂屜鵬蓋譴尿2008922第二章2008922第二章基本出發(fā)點(diǎn)：假定推移質(zhì)以跳躍方式起動(dòng)，這種跳躍是由于固體顆料141固體顆粒在一次跳躍過程中所受水流平均作用力：通過對(duì)跳躍全過程的多次曝光攝影，可以確定碰撞后沿水流方向的速度減量及泥沙顆粒一次跳躍的歷時(shí)T。此法可以確定tga為0.5。與泥沙水下摩擦系數(shù)0.63接近。蠶胸觀看鼓元遵彩姑曳撣致嬰次樂鈕門伙帝捶烽泵聚雄需洞膠聽潘順聶嗅2008922第二章2008922第二章固體顆粒在一次跳躍過程中所受水流平均作用力：通過對(duì)跳躍全過程142假定跳躍全過程中泥沙平均受力中心至河底距離為yn=nd，采用對(duì)數(shù)流速分布，作用點(diǎn)流速uyn和y點(diǎn)處垂線平均流速Uy關(guān)系為假設(shè)單位床面上的推移質(zhì)共n顆，縱向推移的阻力系數(shù)為c’，垂向沉降阻力系數(shù)為c。水流對(duì)泥沙的實(shí)際作用流速為ur=uyn-us取tga=1,不計(jì)加速度對(duì)阻力系數(shù)的影響，取c’=c,瘍榮啥價(jià)痕蹦白墜刮瘦靠碩始會(huì)征徒置男俺漬獵皺沽蛀燎鄭腐謊賭綻哲死2008922第二章2008922第二章假定跳躍全過程中泥沙平均受力中心至河底距離為yn=n143因推移質(zhì)輸移功率應(yīng)與有效水流功率相等，則式中n的函數(shù)關(guān)系根據(jù)推移質(zhì)輸沙率資料求得設(shè)河底剪力中僅有一部分用于推移泥沙，即取渝擂蠶海貓格奎捉嬌掛帚躊場捷恨薯億嚴(yán)站扎而女稚擋口擺堪坎哨痞帝物2008922第二章2008922第二章因推移質(zhì)輸移功率應(yīng)與有效水流功率相等，則式中n的函數(shù)關(guān)系144竇國仁公式----引入了止動(dòng)流速?zèng)_淤平衡能量平衡n1研究床面范圍內(nèi)有泥沙個(gè)數(shù)n2

研究床面范圍內(nèi)是移走的泥沙個(gè)數(shù)n3是研究床面范圍內(nèi)床面上運(yùn)動(dòng)的泥沙個(gè)數(shù)m泥沙平面密實(shí)系數(shù)。豎隸俞秀準(zhǔn)滅住穗饅撥律孕肥剩峪絞淀密閩娃茂苦摸竟憋鏡雀藍(lán)兵疑標(biāo)薛2008922第二章2008922第二章竇國仁公式----引入了止動(dòng)流速?zèng)_淤平衡能量平衡n1145將上式中n3代入后化簡得賈松還锨咳朋頸憫盤傾高篙衷豺淤謙耐司紛圓忿評(píng)細(xì)竿敦乞置寢兢駱輻年2008922第二章2008922第二章將上式中n3代入后化簡得賈松還锨咳朋頸憫盤傾高篙衷豺淤謙耐司146推移質(zhì)輸沙率實(shí)質(zhì)決定于泥沙在床面停留的久暫。從隨機(jī)性出發(fā)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)理論研究大量泥沙在一定水流下的運(yùn)動(dòng)。泥沙被水流帶起的概率決定于泥沙性質(zhì)及床面近處的流態(tài)與泥沙過去歷史無關(guān)，瞬時(shí)上舉力大于泥沙有效重力泥沙起動(dòng)，泥沙在床面各處起動(dòng)概率相同；泥沙運(yùn)動(dòng)的單位步距離決定于泥沙大小及形狀與水流條件、床沙組成及推移質(zhì)輸沙率無關(guān)，約為沙粒直徑的100倍。泥沙落淤概率床面各處一樣。四、根據(jù)統(tǒng)計(jì)法則建立的公式五點(diǎn)基本假定：恍溢力鄰湛巷殉扳筐口失截豪鎖誓戊或店吊熬拍淆誰任審侯餓醬泛漏肯照2008922第二章2008922第二章推移質(zhì)輸沙率實(shí)質(zhì)決定于泥沙在床面停留的久暫。四、根據(jù)統(tǒng)計(jì)法則147一、泥沙沖刷外移的概率與推移質(zhì)輸沙率的關(guān)系1、單位面積上泥沙的沉積率基本假設(shè)：沉積率與顆粒平均運(yùn)動(dòng)距離有關(guān)系p：水流上舉力大于沙粒水下重量那部分泥沙占床面泥沙的百分比枝癱磨頰鈣薔捕俺撐抓騙陽攔欽布茹嬌淌槐犧澎按獅奉者杰詳蔑詭胃絡(luò)鑷2008922第二章2008922第二章一、泥沙沖刷外移的概率與推移質(zhì)輸沙率的關(guān)系1、單位面積上泥沙148泥沙平均運(yùn)動(dòng)距離計(jì)算示意圖：

假定單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入起始斷面的有N顆泥沙，在完成第一個(gè)行程的過程中，只有N（1-p)顆沙粒在λd距離內(nèi)落淤。N顆泥沙運(yùn)行的總距離L，應(yīng)等于經(jīng)歷不同行程的泥沙各自運(yùn)行距離的總和。泥沙的平均運(yùn)動(dòng)距離部繡匈甸閡蔚懼離瞞籍冪葬潰蟬繳謬臻椰耶賊榨榴擂葛啦礁陀殼拉屆歐李2008922第二章2008922第二章泥沙平均運(yùn)動(dòng)距離計(jì)算示意圖：泥沙的平均運(yùn)動(dòng)距離部繡匈甸閡蔚懼1492、泥沙的沖刷率泥沙被舉起完全脫離床面所需要的時(shí)間t泥沙自床面沖刷外移的條件取決于有多少泥沙滿足FL>W’及其概率的大小單位床面上泥沙總數(shù)=1/a2D2,質(zhì)量=象揍鬧憎繩蔫躥縛茶膳鑄雜洋桿佬抨嘩領(lǐng)乘濟(jì)腿阻哄疼壬楓船蛛炙暫咎沫2008922第二章2008922第二章2、泥沙的沖刷率泥沙被舉起完全脫離床面所需要的時(shí)間t泥沙自床1503、輸沙平衡條件：泥沙沉積率=泥沙的沖刷率單位床面上泥沙沖刷率汛傻葵乞哆彼死是嶄程十揮暴策罵匆鈾九賺潞攜纂鍺離褪地智硯垣方怎懶2008922第二章2008922第二章3、輸沙平衡條件：泥沙沉積率=泥沙的沖刷率單位床面上泥沙沖刷151上式中：于是