河流動力學(xué)復(fù)習(xí)資料

河流動力學(xué)-復(fù)習(xí)資料第一章泥沙特性1、等容粒徑：體積與泥沙顆粒相等的球體的直徑。設(shè)某一顆泥沙體積為V，則等容粒徑泥沙粒徑可用長軸a，中軸b，短軸c的算術(shù)平均值表達假設(shè)成橢球體，用幾何平均值表達2、粒配曲線的作法：(圖1-1p6)①通過顆粒分析（包括篩分和水析），求出沙樣中多種粒徑泥沙的重量②算出不不小于多種粒徑的泥沙總重量③在半對數(shù)坐標(biāo)紙上，將泥沙粒徑D繪于橫坐標(biāo)（對數(shù)分格）上，不不小于該粒徑的泥沙在所有沙樣中所占重量的百分?jǐn)?shù)p繪于縱坐標(biāo)（一般分格）上，繪出的D~p關(guān)系曲線即為所求的粒配曲線。3、粒配曲線特點曲線坡度越陡，表達沙樣內(nèi)顆粒構(gòu)成越均勻，反之，不均勻。4、粒配曲線特性值1）中值粒徑：是常用的特性值，它表達不小于和不不小于該種粒徑的泥沙重量各占沙樣總重量的50%，即粒配曲線的縱坐標(biāo)上找出p=50%，其對應(yīng)的橫坐標(biāo)即為2）平均粒徑：是沙樣內(nèi)各泥沙粒徑組的加權(quán)平均值。即粒配曲線的縱坐標(biāo)（p）按其變化狀況提成若干組，并在橫坐標(biāo)（D）上定出各組泥沙對應(yīng)的上、下限粒徑以及各組泥沙在整個沙樣中所占重量百分?jǐn)?shù)，然后求出各組泥沙的平均粒徑n—為劃分組數(shù)；，其中—沙樣粒徑分派的均方差，當(dāng)為零時，沙樣均勻，，一般沙樣不均勻，總是不小于零，因此，一般3）分選系數(shù)（非均勻系數(shù)），若=1，則沙樣非常均勻，越>1，則越不均勻。5、影響泥沙的孔隙率的原因①沙粒的大小②均勻度③沙粒的形狀④沉積的狀況⑤沉積后受力大?、逇v時長短泥沙越細(xì)，孔隙率越大；泥沙越均勻，孔隙率越大；越靠近球體，孔隙率越大。6、顆粒比表面積：顆粒表面積與其體積之比，對于球體，其表面積顆粒比表面積間接地反應(yīng)了顆粒受到的物理化學(xué)作用于重力作用的相對大小。細(xì)顆粒沙粒的比表面積很大，因此，細(xì)顆粒表面的物理化學(xué)作用明顯尤其突出，從而對泥沙運動產(chǎn)生重要的影響。7、吸附層（固定層）：表面帶負(fù)電荷的細(xì)顆粒泥沙在具有電解質(zhì)的水中，由于靜電引力作用，吸引水中反號電荷（帶正電荷）的離子，這種被牢固吸附在緊鄰顆粒表面周圍的反離子層。擴散層：吸附層的離子電荷局限性以平衡顆粒表面的所有電荷，因此在吸附層外尚有一層與顆粒表面電荷異號的反離子層。雙電層：顆粒表面離子層及其周圍的反離子層（吸附層及擴散層）構(gòu)成顆粒的雙電層，雙電層外屬中性水。粘結(jié)水：在泥沙顆粒表面負(fù)電荷的作用下，靠近顆粒表面，在吸附層范圍內(nèi)的水分子便失去了自由活動的能力而整潔的、緊密地排列起來粘滯水：圍繞在粘結(jié)水外面，在擴散層范圍內(nèi)的水分子因距顆粒表面較遠(yuǎn)，受到的引力較小，水分子的排列比較疏松，僅有輕微的定向。粘結(jié)水和粘滯水統(tǒng)稱為束縛水。束縛水外的水分子幾乎不再受靜力引力作用，在重力作用下能自由流動，稱為自由水。8、泥沙的干容重（干密度）：取出經(jīng)擾動的原狀沙樣，量出它的體積，然后在烘箱內(nèi)經(jīng)100~150℃9、干容重的影響原因？①泥沙粒徑：粒徑較粗的泥沙干容重大，變化范圍?。环粗?，粒徑較細(xì)的泥沙干容重小，變化范圍大。②泥沙淤積厚度影響：泥沙的淤積深度越深，琪干容重越大，變化范圍越小；反之，淤積深度越淺，其干容重越小，且變化幅度越大。③淤積歷時的影響：干容重隨淤積歷時的增長而趨向于一種穩(wěn)定值，較粗顆粒淤積歷時不長，其干容重就趨向穩(wěn)定，且初始干容重與最終干容重比較靠近；而細(xì)顆粒泥沙趨向穩(wěn)定所需的時間要長的多，初始干容重與最終干容重相差甚遠(yuǎn)。10、泥沙沉速:泥沙沉速反應(yīng)著泥沙在與水流互相作用時對機械運動的抗拒能力。沉速越大，則沉淀的傾向越強。因此，沉速是泥沙的重要特性之一。11、影響沉速的原因①泥沙的形狀，越靠近球體，沉降越大，形狀越扁平，越小，阻力系數(shù)越大，沉速越小。②水質(zhì)對沉速的影響，反應(yīng)在絮凝，所有影響絮凝的原因均影響沉降。水質(zhì)對沉降的影響重要是對D<0.03mm的細(xì)顆粒泥沙而言的。在小含鹽度的范圍內(nèi)，絮團的平均沉降因含鹽度的增長而迅速增大；當(dāng)含鹽度超過某一數(shù)值后，含鹽度的深入增長，對平均沉降的影響不大。含沙量越大，曲線轉(zhuǎn)折處對應(yīng)的含鹽度越小。由（圖1-8書p19含鹽度）可見，在含鹽度超過10‰后，不一樣狀況的絮凝沉速相差不大，一般在0.4~0.5mm/s左右。③含沙量對沉速的影響因渾水容重加大而引起的沙粒有效重力減小也有重要影響。這些將使得泥沙沉速減小。細(xì)顆粒泥沙形成絮團，沉速隨含沙量增大而逐漸增大，直到15kg/m3左右為最大；含沙量超過15kg/m3后，沉速隨含沙量增大而減小。第二章推移質(zhì)運動1、泥沙在水流中的運動形式可分為哪兩類？定義各是是什么？推移質(zhì)（接觸質(zhì)、躍移質(zhì)、層移質(zhì)）和懸移質(zhì)。接觸質(zhì)：滑動或滾動的泥沙，在運動中一直保持與床面接觸。躍移質(zhì)：在床面附近以跳躍形式前進的泥沙。床面層：在流速較低時，同一種河床構(gòu)成，其接觸質(zhì)或躍移質(zhì)的運動范圍，僅限于河床表層以上大概1~3倍泥沙粒徑的區(qū)域。層移質(zhì)：河床表層如下的泥沙，在水流拖曳力的作用下，將成層移動或滾動，運動速度由上而下逐次遞減。推移質(zhì)實質(zhì)上是指在河底附近，以滾動、滑動、跳躍或?qū)右菩问角斑M，其速度遠(yuǎn)不不小于水流速度的泥沙。懸移質(zhì)則是懸浮在水中運動，速度與水流速度基本相似的泥沙。2、泥沙起動：河床上靜止的泥沙顆粒，伴隨水流條件的增強，到一定條件時開始運動的現(xiàn)象。3、泥沙起動條件？床面泥沙由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫\動狀態(tài)的臨界水流條件。泥沙的起動條件可以用流速、拖曳力、功率來表達。用水流垂線平均流速來表達的，叫起動流速；用拖曳力表達的，叫拖曳力（起動切應(yīng)力或起動剪切力）；用水流功率表達的叫起動功率。4、起動拖曳力：指泥沙處在起動狀態(tài)的床面剪切力。其值等于泥沙起動時，單位面積床面上水柱重量在水流方向的分力，即：為水的容重；J為水面比降；為水的密度；為摩阻流速。5、希爾茲曲線特點：①曲線為馬鞍形，在沙粒雷諾數(shù)附近，亦即近壁層流層厚度與床沙粒徑靠近時，泥沙最輕易起動。②床面處在光滑區(qū)時，泥沙受近壁層流層的隱蔽作用，需要更大的拖曳力才能使之運動。在時后來，曲線成為一條45°的斜線。③當(dāng)，近壁層流層不起隱蔽作用，伴隨粒徑加大，泥沙重量增大，加強顆粒穩(wěn)定性，拖曳力也對應(yīng)加大。6、沙波運動：當(dāng)推移質(zhì)運動到達一定的規(guī)模時，河床表面便會形成波狀7、沙波從平面形態(tài)分的四種類型：①帶狀（順直）沙波②繼續(xù)蛇曲（彎曲）狀沙波③新月形沙波④舌狀沙波。8、沙波表面附近的水流流速是沿程變化的，波峰處流速最大，波谷處流速最大，波谷處流速最小。9、沙波運動的兩個重要現(xiàn)象：一是沙波對床沙的分選作用，二是較粗泥沙運動的間接性。越細(xì)的泥沙越向上，形成上細(xì)下粗的分層淤積，這就是沙波運動對泥沙的分選作用。10、床面阻力包括沙粒阻力和沙波阻力。其中，沙粒阻力系床面沙粒的摩阻而引起，也稱表面阻力。沙波阻力屬形狀阻力，沙粒阻力和沙波阻力就是一般所說的動床阻力。11、河床阻力有床面阻力和河岸阻力兩部分構(gòu)成。求床面剪切力和河岸剪切力有兩種措施：一是愛因斯坦的水力半徑分割法；另一種是能坡分割法。12、推移質(zhì)輸沙率：在一定的水流及床沙構(gòu)成條件下，河道處在不沖不淤輸沙平衡狀態(tài)時，單位時間內(nèi)通過過水?dāng)嗝娴耐埔瀑|(zhì)數(shù)量；一般狀況下推移質(zhì)輸沙率以通過單位寬度的數(shù)量表達，稱為單寬推移質(zhì)輸沙率。13、推移質(zhì)輸沙率的研究途徑大體分為五類：①以流速為重要參變數(shù)②以拖曳力為重要參數(shù)③根據(jù)能量平衡觀點④從記錄法考慮⑤沙波運動規(guī)律14、建立以垂線平均流速為重要參變數(shù)的公式的基本思緒是：認(rèn)為影響推移質(zhì)輸沙強度的重要水力原因是流速，流速愈大，則推移質(zhì)輸沙率愈大。15、以拖曳力為重要參數(shù)的公式，其基本認(rèn)識是拖曳力與起動拖曳力的差值愈大，推移質(zhì)數(shù)量率也愈大。16、泥沙的沉積率：單位時間單位面積的床面上沉落的泥沙的質(zhì)量；泥沙的沖刷率：單位時間上從單位面積的床面上沖起的泥沙量。第三章懸移質(zhì)運動1、泥沙按照其運動形式的不一樣，可分為推移質(zhì)和懸移質(zhì)；而按照其相對與床沙構(gòu)成的粗細(xì)及來源的不一樣，運動泥沙又可分為床沙質(zhì)和沖瀉質(zhì)。2、床沙質(zhì)：懸移質(zhì)中較粗的一部分以及絕大部分推移質(zhì)來自相鄰的上游段及本河段的河床，是從床沙中被帶起進入運動的泥沙；床沙質(zhì)與河床的沖淤變化有親密的聯(lián)絡(luò)，因此又稱“造床質(zhì)”。3、沖瀉質(zhì)：懸移質(zhì)中較細(xì)的一大部分以及推移質(zhì)中的極小部分是床沙中很少或幾乎不存在的，它們來源于上游的流域沖蝕，是被水流長途攜帶輸送到本河段的。沖瀉質(zhì)泥沙與床沙幾乎不發(fā)生互換，同河床演變關(guān)系不親密，因而也有把沖瀉質(zhì)稱為“非造床質(zhì)”的。4、“床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)”以及“推移質(zhì)與懸移質(zhì)”是對運動中兩套不一樣的命名，不可將它們混淆。床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)中，都可以同步包具有推移質(zhì)與懸移質(zhì)；反之，在推移質(zhì)與懸移質(zhì)中也可以同步包具有床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)。5、單位體積渾水中所含泥沙的數(shù)量成為含沙量或含沙濃度，工程中常用S表達，其含義為體積比含沙量：重量比含沙量：6、（填空題）首先，紊動擴散作用是泥沙上??；另首先，重力促使懸移質(zhì)泥沙下沉，因此懸移質(zhì)含沙量沿水深分布就決定于紊動擴散作用與重力作用的對比關(guān)系。兩者相比，當(dāng)重力作用占優(yōu)勢，則懸移質(zhì)向床面下沉的傾向超過向水面上浮的傾向，水流含沙量將逐漸增長，河床隨之沖刷。當(dāng)兩者作用相稱則含沙量將維持不變，河床不沖不淤。7、（簡答）二元恒定均勻流中，平衡狀況下含沙量沿垂線分布的基本微分方程式的求解所需的假定：只有當(dāng)含沙量不大時成立，并①認(rèn)為是一種常值，泥沙擴散系數(shù)沿垂線而變；②泥沙擴散系數(shù)與動量互換系數(shù)相稱也可看做；③挾沙水流的流速分布遵照對數(shù)分布規(guī)律，并取8、（重要簡答題），指數(shù)z是一無因次數(shù)，又稱為“懸浮指標(biāo)”，試用其物理意義闡明其數(shù)值大小對含沙量沿垂線分布的影響：指數(shù)z決定了懸移質(zhì)含沙量沿水深分布的均勻程度。它反應(yīng)了重力作用與紊動擴散作用的互相對比關(guān)系，其中重力作用通過來體現(xiàn)，紊動作用通過來體現(xiàn)。Z越大，則重力作用相對越強。在相對平衡狀況下，含沙量垂線分布越不均勻；反之，z越小，紊動作用相對越強，在相對平衡狀態(tài)下，含沙量垂線分布就越均勻。9、擴散理論的合用條件：泥沙顆粒較細(xì)、含沙濃度不大時，擴散理論所得的成果比較符合實際。一般的沖積平原河流正是屬于這種挾沙狀況，因而擴散理論在實際中得到了廣泛的應(yīng)用。10、懸移質(zhì)輸沙率是指一定的水流與河床構(gòu)成條件下，水流在單位時間內(nèi)所能挾帶并通過河段下泄的懸移質(zhì)中床沙質(zhì)泥沙的數(shù)量。11、常把懸移質(zhì)單寬輸沙率用平均含沙量表達，,是一定水流與泥沙條件下，河流處在不沖不淤臨界狀態(tài)時，單位水體所能挾帶的懸移質(zhì)中床沙質(zhì)數(shù)量的平均值，其單位為kg/m3或N/m3。，=單寬輸沙率，q=單寬流量推廣到斷面平均狀況：，=斷面輸沙率，Q=斷面流量12、為何在計算推移質(zhì)、懸移質(zhì)輸沙率時水力半徑只取，摩阻流速只?。?，和分別是同沙粒阻力對應(yīng)的那一部分摩阻流速與水力半徑。這是由于床面存在沙波時，河床阻力分為沙粒阻力和沙波阻力兩部分。前者是水流作用于沙粒并在其周圍繞過時受到的表面阻力，與此對應(yīng)的傳遞到床面的那一部分水流勢能所產(chǎn)生的紊動漩渦直接發(fā)源于床面沙粒附近，對推移質(zhì)的搬運自然起著直接的作用；又由于該處靠近河底，含沙量梯度較大，這種紊動對泥沙的懸浮也有明顯的影響。至于后者，它是水流繞過沙波而受到的形狀阻力，水流因沙波而導(dǎo)致的紊動漩渦重要產(chǎn)生在沙波頂峰下游的分離面上。該處距床面泥沙尚有一段距離，這樣的紊動漩渦對推移質(zhì)的作用就不如前者那么直接；又由于該處距床面已經(jīng)有一段距離，含沙量梯度大大減緩，這種紊動對懸移質(zhì)運動也不起決定性的作用。13、臨界含沙量系數(shù)K及指數(shù)m隨而變，他們按照懸移質(zhì)具有制紊作用的觀點對該式的建立進行了論述。所謂制紊作用：是指懸移質(zhì)的存在將使水流的紊動減弱、水流的阻力損失減小。14、不沖不淤臨界含沙量：的影響原因有哪些？答：U—斷面平均流速；R—水力半徑，在寬淺河道中可以平均水深h替代，—床沙質(zhì)沉速；（g—為重力加速度；）為一無因次數(shù)，它是無因次數(shù)與之比。其中是水流弗勞德數(shù)，可代表水流紊動強度；代表相對的重力作用。因此代表了紊動作用與重力作用的對比關(guān)系。15、恒定非均勻流中平均含沙量的沿程變化規(guī)律：S為計算斷面含沙量；x為計算斷面至進口處的距離；為進口斷面含沙量；分別為進口斷面與計算斷面的水流挾沙力，現(xiàn)為非均勻流，故兩者不一樣。物理意義：進口斷面泥沙費飽和量經(jīng)距離x后的殘存量；是水流沿程變化引起的該河段挾沙力變化對出口含沙量的影響。16、總輸沙率：在一定水流與河床構(gòu)成條件下，單位時間內(nèi)可以通過河段下泄的沙量；習(xí)慣上將總輸沙率稱為水流輸沙能力或水流挾沙能力，有時也成為水流挾沙力。推移質(zhì)輸沙率與懸移質(zhì)中床沙質(zhì)輸沙率之和叫做床沙質(zhì)總輸沙率；把推移質(zhì)輸沙率與所有懸移質(zhì)包括沖瀉質(zhì)在內(nèi)的輸沙率之和叫做全沙總輸沙率。第四章異重流1、異重流：指兩種或以上密度相差不大、可以相混的流體，在條件合適時因密度差異而產(chǎn)生相對運動。2、就異重流的位置而言，分三類：一種是較重的流體在較輕的流體下面運動，稱為下異重流（渾水異重流和鹽水異重流）；另一種是較輕的流體在較重的流體上面運動，稱為上異重流（溫差異重流）；再一種是在較重與較輕的流體間存在第三種流體的運動，稱為中異重流（天空中云層的運動）3、產(chǎn)生渾水異重流的主線原因？清渾水密度的差異。4、異重流的特性①與一般水流相比，渾水異重流的一種最重要的特性是重力作用明顯減小。由此可見，異重流渾水與清水的密度差一般都非常小，就慣性作用而言，密度可以當(dāng)作沒有變化；但另首先，較重的渾水在清水下面運動時，下面的渾水被清水所包圍并受到清水浮力的作用，密度差既然很小，浮力作用就顯得尤其大，以致渾水受到的有效重力將明顯減少。②由于重力作用明顯減弱，慣性力的作用便相對顯得十分突出。③由于重力作用的減弱，使得阻力作用相對地也顯得十分突出。5、異重流的運動特點①明顯減小的重力作用于相對突出的慣性力作用，是一種流可以輕易的爬高并超越障礙物，這在一般水流中是很少見的。②由于阻力作用的相對突出，異重流要維持長距離的運動，必須要有較大的能坡，或者清渾水交界面在沿水流方向必須有足夠的坡度。6、形成河渠異重流的主線原因？主線原因在于兩種水體有密度差。盲腸河段內(nèi)的水體基本上處在靜止?fàn)顟B(tài)，通過沉淀，含沙很少，其密度靠近清水。此時，若與之相連的河水具有一定的含沙量，則由于兩部分水體在密度上的差異，在交界面上將形成壓力差?？陂T處含沙量越大，水越深，越靠近底部，壓力差就越大，外部含沙量高的河水就也許沿底部潛入盲腸河段內(nèi)，形成異重流。由于異重流流速較小，挾沙能力下降，泥沙便逐漸淤積，較粗的泥沙首先沉淀。較細(xì)的泥沙漿沿程淤積在盲腸河段內(nèi)部。通過淤積而逐漸變清的潛流抵達閘門后，轉(zhuǎn)而上升，由水量平衡的規(guī)定，上升水流到水面成為面流，以相反方向流向口門。如此循環(huán)往復(fù)不已的輸沙導(dǎo)致了盲腸河段的嚴(yán)重淤積。7、可采用哪些措施來防止或減少挖入式河港與盲腸式引航道的淤積？①選址要避開凸岸，避開洪水時大范圍的回流區(qū)及緩流區(qū)，盡量放在具有穩(wěn)定深槽的一側(cè)。②為減少淤積，港池口門出口方向一般指向下游，并減小口門軸線與主流交角的大小，減少回流淤積。③應(yīng)盡量縮小口門寬度。必要時，采用窄口門，口門以內(nèi)再采用合適擴大寬度的平面布置方式。④防止不必要地加大口門水深。8、采用哪些工程措施可以防止或減少異重流與回流的淤積？①長期故意識地維持這樣的小股外泄水流將明顯減少異重流的淤積②設(shè)輕型聚氯乙烯帷簾，平時簾頂置于水面，過船時將防淤簾減少。③設(shè)水力門簾的設(shè)想：在盲腸河段的口門，底部敷設(shè)水管，從水管頂部一系列開口處噴出高壓水柱以阻擋異重流并減弱回流，從而減少淤積。④合理安排疏浚時間和次序，疏浚時間一般選在退水期，次序：先口門內(nèi)后口門。第五章河床演變1.河床變形從演變體現(xiàn)形式上可分為縱向變形和橫向變形（1）縱向變形是指河道沿流程所發(fā)生的變形，即河床縱剖面的沖淤變化（2）橫向變形也稱平面變形，即河床沿著與水流垂直的水平方向發(fā)生變形2.河床變形從河道演變的發(fā)展過程來說，可分為單向變形和復(fù)歸性變形（1）單向變形是指河道在相稱長的時期內(nèi)只是單一地朝某一方向發(fā)展的演變現(xiàn)象。在這個期間內(nèi)，河道只為沖刷發(fā)展，或只為淤積發(fā)展。嚴(yán)格的單向變形是不存在的。（2）復(fù)歸性變形是指河道周期性往復(fù)發(fā)展的演變現(xiàn)象。3.河床演變的基本原理河床演變的主線原因可以歸結(jié)為輸沙的不平衡。當(dāng)上游來沙量不小于本河段水流輸沙能力時，本河段將發(fā)生淤積，河床升高。反之，當(dāng)上游來沙量不不小于本河段的輸沙能力時，本河段將產(chǎn)生沖刷。縱向輸沙不平衡將引起河床縱向變形，橫向輸沙不平衡將引起河床橫向變形，局部輸沙不平衡將引起河床局部變形。平衡狀態(tài)只是臨時的，相對的。所謂輸沙平衡只是對較長時間內(nèi)的平均狀況而言，或者只是對較長河段內(nèi)的平均狀況而言，因而只具有相對的意義。4.制約和影響河道演變的重要原因：（1）河段的來水量及其變化過程（2）河段的來沙量，來沙構(gòu)成及其變化過程（3）河段的河谷比降（4）河段的河床形態(tài)及地質(zhì)狀況5.平原河流中根據(jù)其形態(tài)和演變特性可分為：彎曲河道，分汊河道，順直（微彎）河道，游蕩河道，四種重要類型6.彎道的水流特性：表層水流流向凹岸，而底層水流則由凹岸流向凸岸，形成一封閉的環(huán)狀水流，這種環(huán)狀水流與縱向水流結(jié)合形成螺旋流。7.水面橫比降：凹岸方向的水面增高，凸岸方向的水面減少，形成水面橫比降橫比降為離心加速度與重力加速度的比值。8.彎道環(huán)流：橫比降一般在彎道頂點附近達最大值，向上下游兩方向逐漸減小。9.彎道水流動力軸線水流動力軸線為河段中沿流程各斷面最大垂線平均流速所在位置的連線，亦稱主流線。它反應(yīng)了水流最大動量所在位置，對河床演變有重大影響。重要特點：它在彎道進口段或者在彎道上游的過渡段，常偏靠凸岸，進入彎道后來，即逐漸向凹岸轉(zhuǎn)移，至彎頂稍上部位才偏靠凹岸，主流開始迫近凹岸的位置叫做“頂沖點”。主流線“低水傍岸”，“高水居中”；頂沖點“低水上提”，“高水下挫”10．彎道橫向流速分布：彎道表層水流的橫向流速指向凹岸，底層水流的指向凸岸。11.彎曲河段的演變規(guī)律凹岸崩退和凸岸淤長河灣發(fā)展和河線蠕動裁彎取直和河灣消長12.裁彎后的河床演變過程重要有：新河發(fā)展老河淤廢上游河段的變化：裁彎后引起上游水位降落，比降加大，從而使河段有所沖深下游河段的變化：裁彎后將引起下游河段的水流動力軸線發(fā)生變化撇彎切灘：當(dāng)河灣因土質(zhì)不均勻，發(fā)展受到限制時，會形成曲率較大的銳彎，在合適條件下，主流線有凹岸改趨凸岸，凹岸產(chǎn)生回流，泥沙在凹岸落淤，這種現(xiàn)象稱為撇彎。切灘是指在彎曲河段，水流由邊灘漫過，沖刷灘上微弱部位，使灘體一部分與邊灘脫離成新灘的現(xiàn)象。撇彎的同步必然發(fā)生切灘，而切灘時未必發(fā)生撇彎。13.河有關(guān)系沖擊平原河流在挾沙水流與河床長期互相作用下，通過河流的自動調(diào)整作用，也許形成與所在河段詳細(xì)條件相適應(yīng)的某種均衡形態(tài)。在這種均衡形態(tài)的有關(guān)要素之間，以及它們和體現(xiàn)來水來沙條件及河床地質(zhì)條件的特性物理量之間，常存在某種函數(shù)關(guān)系。這種關(guān)系稱為河流的河有關(guān)系或均衡關(guān)系。14.造床流量造床流量是指其造床作用與數(shù)年流量過程的綜合造床作用相稱，對塑造河床形態(tài)起著控制作用的某一種流量。確定造床流量的措施：平灘流量法（平灘水位法）其中平河漫灘水位的流量為第一造床流量，平邊灘水位的流量為第二造床流量。計算法：將某斷面歷年觀測到的所有流量提成若干級，求出每級流量的平均值Q確定各級流量出現(xiàn)的頻率P繪制該河段的流量~比降關(guān)系曲線，求出各級流量對應(yīng)的比降J計算出各級流量的繪制Q~關(guān)系曲線從圖中查出地的最大值，對應(yīng)于此最大值的流量Q即為所求之造床流量對應(yīng)于最大峰值的流量約相稱于數(shù)年平均最大洪水流量，其保證率為1%~6%，水位約與河漫灘高程齊平，一般稱此流量為第一造床流量。對應(yīng)于次大峰值的流量略不小于數(shù)年平均流量，其保證率為24%~25%，水位約與邊灘高程相稱，一般稱此流量為第二造床流量。第六章潮汐河口的水流泥沙特點及河床演變1、潮汐河口的分段（1）、潮汐河口段是河流注入到海洋的過渡區(qū)域。（2）、河口口門一般是指河口段數(shù)年平均中潮位縱坡降線與平均海平面交點所在位置。（3）、時尚界是指當(dāng)潮波推進抵達某一地點時，漲時尚速和徑流下泄流速相抵消，潮水便停止倒灌，此處稱為時尚界；潮區(qū)界是指時尚界以上潮波仍繼續(xù)上溯，但由于受河水阻滯，時尚波波高急劇減小，直至潮差等于零，此處稱為潮區(qū)界。（4）、自口門到潮區(qū)界之間的河段稱為感潮河段。2、潮汐河口的分類（1）、按河口的形態(tài)特性分類：三角港河口、三角洲河口；（2）、按河口區(qū)的動力和來沙特性分類：強潮海相河口、強潮陸相河口、湖源海相河口、陸海雙相河口；（3）、按潮汐強弱分類：習(xí)慣上常稱潮差不小于4m的為強潮河口，2~4m的為中潮河口，不不小于2m為弱潮河口3、潮波變形重要表目前：潮差的變化、漲落潮歷時不對稱、時尚速和潮位過程曲線出現(xiàn)相位差。4、鹽淡水混合類型：高度成層型（鹽水楔型）、弱混合型、強混合型5、鹽淡水混合對河口區(qū)水流和泥沙運動的影響滯留點：在沒有密度梯度的河口上段，在漲潮和落潮期間內(nèi)，從表層究竟部，水流都是凈的下泄流。河口下段受密度梯度的影響，徑流重要從表層排走，底部水流漲潮的總水量不小于落潮，產(chǎn)生了凈的上溯流。因此在一種潮周期內(nèi)計算總水量，底部水流從凈的上溯流轉(zhuǎn)變?yōu)閮舻南滦沽?，沿程必有一種凈泄量為零的地點，即滯留點。滯留點隨徑流與時尚對比關(guān)系的變化而變化。6、滯留點位置的求得措施（書P147/圖6-14圖6-15重要）在河口區(qū)沿河道設(shè)若干測站，將每個測站的垂線水深分為若干等分，每個等分以一種測點替代。在各測點都進行全時尚速測量，繪出各測點的流速過程線，分別求出漲、落時尚流速曲線與時間坐標(biāo)軸所包圍的面積Af和Ae，如下圖所示（圖6-14圖6-15），再按下式計算參量φ：7、泥沙絮凝、絮散和團聚（1）、絮散：從外海進入河口區(qū)的泥沙一般已經(jīng)發(fā)生絮凝。但當(dāng)這些絮凝體經(jīng)水流的紊動擴散作用而抵達淡水區(qū)后，也許發(fā)生“絮散”現(xiàn)象，即由絮凝體分散成為較細(xì)顆粒的泥沙。（2）、團聚：細(xì)顆粒泥沙通過海洋生物的臟腑時，顆粒表面便吸附了臟腑分泌的粘液。于是細(xì)顆粒泥沙便互相粘結(jié)在一起，形成較大團粒，這就是團聚作用。8、泥沙運動的滯后現(xiàn)象與沉降時差和沖刷時差有關(guān)（1）、由于泥沙從水體中沉降落到河底需要一種過程，泥沙并不就在這個斷面上沉降下來，而是向前運動一段距離才能落到河底，這段時差即沉降時差。（2）、當(dāng)水流再次上升到止動流速時，泥沙仍停留床面不動，直到流速繼續(xù)上升到超過啟動流速時，泥沙才會進入運動狀態(tài)，這段時差即沖刷時差。第七章河床變形計算1、河床變形是通過兩個方面進行的首先是通過床沙質(zhì)來量和水流挾沙能力的對比關(guān)系使河床發(fā)生縱向的沖淤變化；另首先是通過該河段河岸抗沖擊力和水流沖刷力之間的對比關(guān)系使河流產(chǎn)生橫向變形。比表面積顆粒表面積與其體積之比。顆粒比表面積間接地反應(yīng)了顆粒受到的物理化學(xué)作用與重力作用雙電層顆粒表面離子層及其周圍的反粒子層構(gòu)成顆粒的雙電層干容重如取未經(jīng)擾動的原樣沙洋，量出它的體積，然后在烘箱內(nèi)經(jīng)100-105°C的溫度烘干后，其重量(或質(zhì)量）與原樣沙洋整個體積之比，稱為泥沙的干容重（干密度）影響干容重（干密度）的原因①泥沙粒徑：泥沙粒徑愈小，顆粒間孔隙率愈大，干容重就愈?、谀嗌秤俜e厚度：泥沙的淤積厚度愈深，其干容重愈大，變化范圍愈?。环粗?，淤積深度愈淺，其干容重愈小。且變化幅度愈大③淤積歷時：干容重隨淤積歷時的增長而趨向于一種穩(wěn)定值，較粗顆粒如卵石、礫石及沙粒等（D>0.1mm），淤積歷時不長，其干容重就趨向一種穩(wěn)定值，且初始干容重與最終干容重比較靠近泥沙運動現(xiàn)象泥沙在水流中的運動形式分為推移質(zhì)和懸移質(zhì)兩大類型。其中推移質(zhì)又分為接觸質(zhì)、躍移質(zhì)和層移質(zhì)三種。在床面附近以跳躍形式前進的泥沙，叫做躍移質(zhì)懸移質(zhì)則是懸浮在水中運動，速度與水流速度基本相似的泥沙推移質(zhì)實質(zhì)上是指在河底附近，以滾動、滑動、跳躍或?qū)右菩问角斑M，其速度遠(yuǎn)不不小于水流速度的泥沙。泥沙的起動河床上靜止的泥沙顆粒，伴隨水流條件的增強，到一定條件時開始運動，這種現(xiàn)象稱為泥沙的起動。床面泥沙由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\動狀態(tài)的臨界水流條件，就是所謂的泥沙的起動條件。泥沙的起動條件可以用流速，拖曳力或功率來表達起動拖曳力所謂起動拖曳力，是指泥沙處在起動狀態(tài)的床面剪切力。其值等于泥沙起動時，單位面積床面上水柱重量在水流方向的分力，即：希爾茲曲線曲線特點：①曲線為馬鞍形②床面處在光滑區(qū)時，泥沙受近壁層流的隱蔽作用，需要更大的拖曳力才能使之運動。③當(dāng)，即時，近壁層流層不起隱蔽作用，伴隨粒徑的加大，泥沙重量亦增大，加強了泥沙顆粒的穩(wěn)定性，使起動拖曳力亦對應(yīng)加大。9.揚動流速揚動流速是床面泥沙由靜止直接轉(zhuǎn)入懸移狀態(tài)的臨界垂線平均流速。沙波運動當(dāng)推移質(zhì)運動到達一定的規(guī)模時，河床表面便會形成波狀起伏并向下有移動，這種泥沙顆粒在床面的集體運動，稱為沙波運動。沙波大體可以分為四種類型：①帶狀（順直）沙波②斷續(xù)蛇曲（彎曲）狀沙波③新月形沙波④舌狀沙波沙波運動的現(xiàn)象一是沙波對床沙的分選作用，二是較粗泥沙運動的間歇性床面阻力、河床阻力床面阻力包括沙粒阻力和沙波阻力河床阻力由床面阻力和河岸阻力兩個部分構(gòu)成13.輸沙率一定的水流及床沙構(gòu)成條件下，河道處在不充不淤輸沙平衡狀態(tài)時，單位時間內(nèi)通過過水?dāng)嗝娴耐埔瀑|(zhì)數(shù)量，稱為推移質(zhì)輸沙率，以表達。影響推移質(zhì)輸沙率的原因：①重要水利原因是流速，流速愈大，則推移質(zhì)輸沙率愈大②拖曳力與起動拖曳力的差值愈大，推移質(zhì)輸沙率也愈大③當(dāng)拖曳力不變而出現(xiàn)沙波時，實測資料表明推移質(zhì)輸沙率會減少沉積率、沖刷率沉積率：單位時間內(nèi)單位面積的床面上沉落的泥沙質(zhì)量沖刷率：單位時間內(nèi)單位面積的床面上沖起的泥沙質(zhì)量床沙質(zhì)、沖瀉質(zhì)床沙質(zhì)：懸移質(zhì)中較粗的一部分以及絕大部分托一直是從床沙中被帶起進入運動的泥沙，因此成為床沙質(zhì)，又稱為造床質(zhì)沖瀉質(zhì)：懸移質(zhì)中較細(xì)的一大部分以及推移質(zhì)中的極小部分是床沙中很少或者幾乎不存在的，它們來源于上游的流域沖蝕，是被水流長途攜帶輸送到本河段的，因此稱為沖瀉質(zhì)含沙量單位體積渾水中所含泥沙的數(shù)量稱為含沙量或含沙濃度體積比含沙量重量比含沙量泥沙擴散假定為是一種常量②泥沙擴散系數(shù)與動量互換系數(shù)相稱懸浮指標(biāo)指數(shù)z是一無因次數(shù)，又稱為‘懸浮指標(biāo)’。它反應(yīng)了重力作用與紊動擴散作用的互相對比關(guān)系，其中重力作用通過來體現(xiàn)，紊動作用通過來體現(xiàn)，z越大，則重力作用相對越強，紊動作用難以把泥沙擴散到水體表面，懸移質(zhì)將匯集在離床面不遠(yuǎn)處，于是在相對平衡狀況下，含沙量垂線分布就與不均勻。反之，z越小，紊動作用相對越強，在相對平衡狀態(tài)下，含沙量垂線分布就越均勻。當(dāng)z≧4時，以懸浮形式運動的泥沙已為數(shù)很少。懸移質(zhì)輸沙率懸移質(zhì)輸沙率是指一定的水流與河床構(gòu)成條件下，水流在單位時間內(nèi)所能攜帶并通過河段下瀉的懸移質(zhì)中床沙質(zhì)泥沙的數(shù)量。攜沙力在一定水流泥沙條件下，河流處在不沖不淤臨界狀態(tài)時，單位水體所能挾帶的懸移質(zhì)中床沙質(zhì)數(shù)量的平均值，用表達，其單位為摩阻流速U*和R’b分別是同沙粒阻力對應(yīng)的那一部分摩阻對應(yīng)的那一部分摩阻流速與水力半徑。這是由于床面存在沙波時，河床阻力分為沙粒阻力與沙波阻力兩部分。前者是水流作用于沙粒并在其周圍繞過是受到的表面阻力，于此對應(yīng)的傳遞到床面的那一部分水流勢能所產(chǎn)生的紊動漩渦直接發(fā)源于床面沙粒附近，對推移質(zhì)的搬運自然起著直接的作用；又由于該處靠近河底。含沙量梯度較大，這種紊動對泥沙的懸浮也有明顯的影響。至于后者，它是水流繞過沙波而受到形狀阻力，水流因沙波而導(dǎo)致的紊動漩渦重要產(chǎn)生在沙波峰頂下游的分離面上。該處距床面泥沙尚有一段距離，這樣的紊動漩渦對推移質(zhì)的作用就不如前者那么直接；又由于該處距床面已經(jīng)有一段距離，含沙量梯度大大減緩，這種紊動對懸移質(zhì)運動也不起決定性的作用。總之，在存在沙波時，沙粒阻力對推移質(zhì)及懸移質(zhì)的輸送起著重要的作用，這就是愛因斯坦體系輸沙率公式中，摩阻流速要采用U’*的道理23.制紊作用所謂制紊作用，是指懸移質(zhì)的穿在將使水流的紊動減弱，水流的阻力損失減小平均含沙量S由上式可求出距進口x處，計算斷面的平均含沙量S。輸沙率在一定水流與河床構(gòu)成條件下，單位時間內(nèi)可以通過河段下瀉的沙量稱為總輸沙率；它是河床處在不沖不淤平衡狀態(tài)，水流可以輸送的包括懸移質(zhì)和推移質(zhì)在內(nèi)的所有能量。為區(qū)別起見，把推移質(zhì)輸沙率與懸移質(zhì)中床沙質(zhì)輸沙率之和叫做床沙質(zhì)中輸沙率；把推移質(zhì)輸沙率與所有懸移質(zhì)包括沖瀉質(zhì)在內(nèi)的輸沙率之和叫做全沙總輸沙率異重流異重流是指兩種或兩種以上密度相差不大，可以相混的流體，在條件合適時因密