河流动力学重点
重点：
1、何谓河漫滩？它的作用如何？
河漫滩为位于中水河槽两侧，洪水时淹没、中水时出露的滩地。
它由泥沙落淤而成，组成物质较为松散。 它起到调节洪水、削减洪峰，储存泥沙并通过滩槽水流交换，影响河槽冲淤等作用。
2、何谓泥沙成型堆积体？
冲积河流上有规律地分布着各种形式的大尺度的沙丘（如边滩、江心滩、江心洲、沙埂、浅滩等），称为成型堆积体。平原河流的河床演变，主要体现在河槽中成型堆积体的发展和变化上。
成型堆积体演变的主要规律是，汛期淤积壮大，枯水期冲刷萎缩。
4.何谓侵蚀基准面（点）？河床侵蚀与它有何关系？ 侵蚀基点：是指能控制出口水面高程的各种水面，如河面、湖面、海面等，或者是指能限制河流向纵深方向发展的抗冲岩层的相应水面。
注意：侵蚀基点并不是说，在此点之上的床面不可能侵蚀到低于此点高程；而只是说，在此点之上的水面线和床面线都要受到此点高程的制约。
能够自由发展的冲积性河流的河床，在挟沙水流长期作用下，有可能形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡形态，即所谓水力几何形态。
6、解释下列系数及公式中每一项所表达的物理含义，并说明它们与河型的关系。
① hJ d
h =1? ② 2.05.01
BJ Q b =? ③ ???? ????
??? ??+-??? ????? ?
????? ??=ΘTQ Q Q Q Q Q h B B B d hJ 5.06.0min max min max 45
.035.0max 6.035
7、什么是造床流量？它的物理含义如何？
8、将平滩流量作为造床流量原因？可采用哪几种方法
确定平滩水位？
③、确定平滩水位和平滩流量的方法
a 、在河段内取若干个具有水位流量资料的代表断面，
取其平滩水位时的平均流量作为造床流量。
b 、如果河流具有比较规则的断面，其平滩水位一般可
以从水位～宽深比（B/h ）关系曲线的最低点或dB/dh 的最
大值得到，然后依据水位～流量关系曲线得到平滩流量。
c 、从水位流量关系曲线的转折处得到平滩流量。
10、河相关系指什么？数学表达式如何？不同河型的河
相关系式
ζ=h
B 有什么不同？ 河相关系的数学表达式
式中，B 、h 、J 分别为河宽、水深和纵比降；Q 、G 分
别为来水量、来沙量，d 代表河槽的边界条件 。
12、从理论上推导均衡河流河相关系的方法如何？如何
补充第四个约束条件？
13、在一条河流上，下游测站A 的平滩流量是上游测
站B 处平滩流量的4倍，试估算测站A 处平滩流量下的水
面宽比测站B 处大多少？（提示：利用Leopold 河宽与流量
关系1
1βαQ B =求解） 15、解释河道整治及河势的概念。
1、河道整治是在总体规划的基础上，通过修建整治建
筑物或采用其他整治手段（如疏浚、爆破等），调整水流结构及局部河床形态，使河床向着有利的方向发展。
2、河势是指一条河流或一个河段的基本流势，有时也称基本流路。
17、河势规划的原则是什么？河道整治工程的设计参数有哪些？
因势利导、综合治理 ㈠、全面规划、综合治理 ㈡、因势利导、重点整治 ㈢、整治工程应有一定的控制长度和强度，做到技术上可靠，经济上合理
设计参数：设计标准（设计水位流量） 河槽设计断面 整治线（治导线）
㈠ 整治标准（设计流量和设计水位） 1、设计洪水流量及设计洪水位 2、造床流量及相应的水位 3、设计枯水位及相应的流量 ㈡、河槽设计断面 1、洪水河槽设计断面
从能够渲泄一定标准的洪水的角度来考虑。 2、枯水河槽设计断面
限于过渡段即浅滩段断面的设计，出发点是为了满足通航需要。
3、中水河槽设计断面
中水河槽的河宽和水深的确定：按谢鉴衡河相关系式推求。
19、何谓整治线（治导线）？它有何特点？ 1、整治线：指河道经过整治以后，在设计流量下平面轮廓
①、能满足国民经济各部门的要求；
②、是布置整治建筑物的重要依据； ③、整治线一般都是圆滑的曲线，在曲线与曲线之间联以适当长度的直线。 ④、整治线如能得到控制，不仅水流平顺，滩槽分明，而且比较稳定 20.堤防的规划与设计的主要内容有哪些？ 1.堤线选择 2.堤距 3,堤顶高程 4.堤防断面 22、堤身横断面设计的主要参数有哪些？ 堤身横断面一般设计为梯形。主要设计参数是堤身稳定性、堤顶宽度及临、背水边坡系数。设计方法大致与土坝相同。 25.解释通航保证率、航道尺度、航道设计水位、整治水位的概念。 通航保证率是指在规定的航道水深下，一年内能够通航的天数与全年天数之比，常用百分率表示。
在设计水位下，航道水深、航道宽度、航道曲率半径统称航道尺度。它是船只安全、顺利航行的航道最小尺寸。 为了保证设计船型（船队）在通航期内能安全、方便地航行，航道必须具备必要的通航条件，它们包括： 1、足够的水深、宽度和曲率半径；
2、合适的水流条件，包括流速、比降和流态；
3、足够的水上净空，包括净空高度和宽度。
根据通航标准要求达到航道尺度的起算水位，称为设计
水位
确定设计水位的方法
当河流处于自然状态时，设计水位可通过整理水文资料
来推求；
当河流受水利枢纽控制时，设计水位要通过水利计算来
确定；
而在河床变形较大的情况下，就要通过河床变形计算来
决定。 整治水位指与整治建筑物头部高程齐平时的水位。 ()()()()
d
G Q f J d G Q f U d G Q f h d G Q f B ，，，，，，，，4321====
在这个水位下，建筑物就能起到束水导流、冲刷河床的作用
25、自然状态下确定设计水位的方法有哪几种？
1、算术平均法 将历年最低水位的算术平均值或各枯水年最低水位的算术平均值作为设计水位。
2、保证率法 保证率为统计年限中各年内高于和等于某一水位的天数占全年天数的百分比。将基本水位站的水位资料，从高水位至低水位依次进行统计，然后作出水位保证率曲线，按规定的通航保证率查得相应的水位，即为设计水位。
3、保证率频率法
27.保证率频率法确定设计水位的步骤如何？
a 、将水文系列中每一年的水位，从高水位至低水位依次进行统计，绘出保证率曲线；
b 、根据规定的通航保证率，查出各年满足通航保证率的水位；
c 、用经验频率公式 计算各水位的频率值，绘出经验频率曲线。
d 、再根据要求的重现期，查出相应的水位，即为设计水位。
30、有一浅滩河段，因航深不够，需要进行整治，已知在设计流量Q 时，未整治前河道宽度、平均水深分别为B 1、h 1，现采用缩窄河宽的办法，使其平均水深增大为h 2，设该河段以推移质运动为主，并得推移质输沙率
75
.5007.0???
? ?
?=c b U
U
g （式中6
/13
/16.4h
d
U c
=），试
从整治前后输沙能力不变的条件出发，推求整治宽度B 2的
表达式。
32、上挑丁坝和下挑丁坝对水流和河床的影响如何？
35、有一冲积平原河道，原河宽为B 0，平均水深为h 0，相应流量为Q 0，因工程需要，在河道中修建一道围堰，将
其河宽束窄为03
2
B ，问河床将发生什么变化？在河床达
到新的相对平衡后，其平均水深h 应为若干？（悬移质挟沙力公式h U
S /3
*β＝，泥沙组成不变）
Q 0
B 0
B
2－3
36、顺直型河段的演变给生产部门带来哪些不利影
响？其整治原则是什么？采取什么工程措施整治顺直型河段？
一、顺直型河段的演变给生产部门带来的不利影响 对航运的影响 1、浅滩位置不固定，航道多变，给航行带来困难；2、边滩移动到港口时，造成港口淤积，使船舶停靠困难。
对取水工程的影响
当边滩移动到取水口前时，造成取水困难，甚至无法取水。
整治原则：固定边滩，使其不向下游移动，从而达到稳定整个顺直型河段的目的。
工程措施：修建上挑式淹没丁坝群。
30.从水流挟沙力角度分析蜿蜒型河段洪水期与枯水期弯道段和过渡段冲淤特性。
39、一分汊河道如图，左汊过水断面面积为1ω，平均水深为1H ，糙率为1n ，自分流点A 到汇流点B 的长为
1L 。右汊的过水断面面积是左汊的两倍，平均水深为左汊
的两倍，糙率与左汊相等，A 至B 的长度为左汊的1.44倍。假定进入两汊的床沙质粒配基本一致，且两汊基本上处于输沙平衡状态，求：
①、左、右两汊分流量的比值21Q Q ；
②、左、右两汊的床沙质输沙率比2
1G G 。（水流挟
沙力ω＝gH U
S 3
?）
A
B
ω1h 1n 1
L 1
ω
2h 2n 2L 2
42、何谓控导工程？它有哪些类型？各自的特点如何？哪种类型的控导工程比较好？
④、控导工程 护岸、护滩工程，一方面能直接保护岸滩免受冲刷，另一方面通过对险工的保护达到控制河势导引主流的目的。
故修建在险工处的护岸、护滩工程在黄河上又叫控导工程。
a 、控导工程的类型 平顺型、凸出型和凹入型。
b 、平顺型险工的特点 平顺型险工的特点是外形比较平顺，这类险工易受上游河势的影响，其靠溜地点变化较大。当上游河势变化时，险工部位也随之变化，经过险工挑流后的出水方向也相应有所改变。所以这类险工并不能很好地控制河势。
c 、凸出型险工的特点 有显著挑流作用，能将主流挑向对岸预定的部位。如靠溜长度较长，则水流能顺着险工岸线流动，出水方向比较固定，所以它不仅能起挑流作用，且能起导流作用。
若靠溜长度较短，虽然险工靠溜，但主流顶冲险工后，由于险工外形凸出，出水方向不稳定，不能很好地控制河势。
d 、凹入型险工的特点 凹入型险工的特点是，外形为凹入的弧形，有如弯道的凹岸，这类险工能经常靠溜，且靠溜范围长，变化小，水流经过险工后，出水方向颇为稳定，能顺着凹岸弧线平顺地流出，既能迎托水流，又能导引水流，在控制河势方面比平顺型和凸出型都好。
较好的控导工程型式必须能控制住河势，且顺着出水方向有一定的控制长度，形成导流线，以便导引水流循着既定的方向流出。
因此，凹入型和有足够长度的凸出型控导工程是比较好的。
%
1001
?+=n m
P
Q 0
3－4
Q 0
3－4
Q 0S 43、有一河道，为了减轻其防洪负担，并为了解决邻近地区通航和用水问题，在其右岸开挖一条引河，分走其流量的1/4，设河道分流前流量Q 0，河宽为B 0，平均水深为h 0。河床基本上不冲不淤。问分走相同比例的沙量时，在分流口门以下河道平均水深h 为多少？（假定河宽不变，泥沙组成不变，悬移质挟沙力公式h U
S /3
*β＝）
44.水库淤积纵剖面形态可分为哪几种基本类型？水库中三角洲淤积的形成条件是什么？
①、三角洲淤积形态②、带状淤积形态③、锥体淤积形态
1、三角洲淤积形成条件：库容大，来沙粒径粗，库水位变幅小，库区地形开阔（如湖泊型水库）的水库中。
44.根据水库淤积纵剖面形态及床沙粒径沿程变化特点，可将三角洲淤积区分为哪几段？简述各段的主要主要特点。
三角洲淤积区分为五段：①尾部段；②顶坡段；③前坡段；④异重流淤积段；⑤坝前淤积段。
①、三角洲尾部段的特点 挟沙水流处于超饱和状态，水流对泥沙的分选作用明显，淤积物主要是推移质和悬移质中较粗部分的泥沙。
②、三角洲顶坡段的主要特点 挟沙水流已趋于饱和，顶坡段坡面与水面线接近平行，水流接近于均匀流。顶坡上床沙组成沿程变化不大，无明显的床沙沿程细化现象。
③、前坡段特点 水深陡增，流速距减，挟沙力大大减小，水流再次处于超饱和状态。大量细颗粒泥沙在此淤积。
淤积物组成沿程变化较大，再一次出现明显的分选作用，床沙沿程细化。
④、异重流淤积段的特点 淤积泥沙粒径组成较细，粒径沿程几无变化，基本上不存在分选作用。淤积物分布比较均匀，其淤积纵剖面大致与库底平行。
⑤、坝前淤积段特点 落淤的泥沙全为细颗粒泥沙，淤积物表面往往接近水平。
48、解释水库“淤积一大片，冲刷一条带”和“死滩活槽”的冲淤规律。水库的上述冲淤规律对水库运用管理有何有益的启示？
“淤积一大片，冲刷一条线”： 库水位较高时，只要水到之处无论滩槽都发生淤积，淤积在全断面发生，大片平淤的结果使滩槽形态不甚分明；
库水位较低时，水库挟沙能力较强，又会在库区冲出一条深槽，使滩槽更加分明，形成“冲刷一条线”。
“死滩活槽”
库区滩地一般只淤不冲，而主槽则有冲有淤。 亦即淤积在滩地上的泥沙绝大部分不能排走，因而滩面逐年淤高，形成“死滩”。而主槽虽然在库水位高时淤积，但水位较低时或泄空时，淤积在主槽内的泥沙则大部分被冲走。从多年平均看，总能出现一条相对稳定的“活槽”。
“淤积一大片，冲刷一条线”、“死滩活槽”说明： 滩地库容一旦损失是不容易恢复的，而主槽所损失的库容则可以在采用合理的运用方式的条件下得到恢复。
因此，在水库的管理运用上要尽量保持水库的有效库容。即一方面尽可能保持滩地库容，这就要求汛期进库水流含沙量高时，合理确定坝前水位，尽量使水流不漫滩，减少滩地淤积。
另外，尽可能采用蓄清排浑运用方式，使水库有泄空冲刷的条件。同时也可采取降低底孔位置等方法以增大泄流能力，力求使主槽冲刷时能冲得深、拉得宽，确保一定的主槽
库容。
49.解释水库“翘尾巴”现象。由翘尾巴相对长度和相对高度与相对比降0
J J c
和相对水深的关系式
0*
0*1J J H h J J H
y L L c
c
c -
-=
?=? 说
明为什么三门峡水库修建后，回水末端以上的黄河北干流和渭河翘尾巴比较严重，你认为可采取什么措施来减轻黄河北干流和渭河的翘尾巴现象，从而达到降低潼关高程的目的。
淤积自正常蓄水位回水末端向上游发展的现象，称为水库淤积上延现象，俗称“翘尾巴”现象。
①、在给定相对水深的条件下，翘尾巴相对长度与相对高度随相对比降的增大而增大；
在给定相对比降的条件下，翘尾巴相对长度与相对高度随相对水深的增大而减小。
②、 相应于原河床比降甚大，而新平衡比降甚小。这可能在下述情况下出现，即原河床组成为基岩，推移质及悬移质均处于次饱和状态，而淤积达到平衡时的床沙组成则为悬移质淤积物。这种情况有利于使 值甚小，从而使翘尾巴的相对长度和相对高度甚小。相应于原河床比降较小，而新平衡比降与之接近。这可能在两种情况下出现，一种是原河床组成为粗颗粒卵石，而淤积达到平衡时床沙组成仍为同样的粗颗粒卵石，悬移质在建库前后均处于次饱和状态；另一种是原河床组成为悬移质，而淤积达到平衡时的床沙组成仍为同样的悬移质。这两种情况均有利于使 值趋向1，从而使翘尾巴的相对长度和相对高度趋向无穷大。
③、 相应于水库雍水程度无限高，此时相对水深值可从式（11-7）中剔除，即相对水深对翘尾巴的影响可忽略不计，当 为定值时，翘尾巴相对较远；
则相应于水库不发生淤积，自然不存在翘尾巴现象；
④、分析式（11-7）可明显看出，多沙河流的翘尾巴现象一般比少沙河流严重。这是因为在其他条件相同情况下，多沙河流的平衡比降 要大得多的缘故，
另外，还可看出，无论是多沙河流或少沙河流，只要淤积后的河床组成与原河床组成接近相等，则 接近于 ，方程式右侧分母趋向于零，翘尾巴相对长度和相对高度理论上趋向于无穷大，翘尾巴现象将十分严重。
三门峡水库修建后，回水末端以上的黄河北干流和渭河翘尾巴比较严重，一个原因是水库雍水较高，更重要的原因是水库淤积物组成与原河床组成比较接近，因而淤积比降与原河床比降比较接近。
51、解释水库淤积极限状态的含义。 水库的淤积极限状态，是指水库淤积达到终止时，河道恢复了接近天然条件的相对平衡状态。这时，水库基本上不再淤积，库区河道的水流条件和河道形态都恢复天然河流的特征。也就是说，此时，水流条件已接近均匀流，而河道形态则保持一定的宽深比关系。
53、水库排沙运行方式有哪几种？请简述各种运行方式的特点。
㈡、水力排沙 1、滞洪或泄洪排沙 ①、蓄清排浑运用方式
非汛期：抬高到正常水位运行，将清水存蓄起来发电兴利；
汛期：降低到汛限水位运行，库内保持一定的流速，将含沙浑水排出库外。
②、滞洪排沙
泄流规模较小，一般洪水库内仍会产生雍水，虽然库内具有一定流速，但较天然河道流速要小，这样虽然能将细颗粒泥沙排出库外，但粗颗粒泥沙仍将淤积在库内，其水库淤积量较蓄水水库要小，但较泄洪排沙运行的水库要大。运行应注意，洪水来临时及时开启闸门，此时排沙效率最高，应增大泄流，减少滞洪时间和水流漫滩机会，当经过一段时间后，排沙效率会显著降低，此时应减少泄量，以减少弃水量。
③、泄洪排沙
水库泄流设施规模较大，汛期水位降低得多，一般洪水都能穿堂而过，不产生雍水，洪水携带的泥沙能全部排出水库，只有在大洪水时才会产生滞洪作用。
2、异重流排沙
①、影响因素异重流排沙效果与洪水流量、含沙量、泥沙粒径、泄量、库区地形、开闸时间和底孔尺寸及高程等因素有关。
②、各因素与排沙效率的关系
洪水流量大且历时长，则能保证异重流能持续运动到坝前，排沙效果高；
含沙量大、粒径细，则泥沙不易沉降，排沙效果高；
库区地形比较平顺，无急剧复杂的变化，且库底存在深槽，比降大，回水短，异重流不易扩散掺混，能持续保持流动，排沙效率高；
开闸及时、泄量大，且底孔高，排沙效率也高。
③、异重流排沙的特点
异重流排沙的特点与滞洪排沙基本相同，即开始时排出的水流含沙量大，排沙效率高，但经过一定时间洪峰降落后，含沙量逐渐下降，排沙效率也随之降低。
④、实际运用中应注意的问题
当异重流到达坝前时，应及时开闸，并增大泄量，洪峰降落后则应逐渐减少泄量，以提高异重流排沙效率。
3、泄空排沙
①、泄空排沙由两种冲刷方式组成
沿程冲刷；溯源冲刷。
②、沿程冲刷的特点
冲刷历时长，冲刷强度若，主要发生在回水末端附近，对于清除水库尾部的淤积有比较显著的作用。
③、溯源冲刷的特点
冲刷过程发展快，强度大，如系锥体淤积，则首先发生在坝前；如系三角洲淤积，则首先发生在三角洲顶点附近，然后向上游发展。
56、泄空冲刷由哪两种冲刷方式组成？各自的特点如何？（答案见上题）
57.谈一谈你对水库横向冲蚀技术的认识。
水库横向冲蚀技术又称高渠拉沙，是依靠重力侵蚀及水力冲刷作用，对水库中的滩地淤积进行破离和输移的一项清淤新技术。
59、从泥沙运动基本规律的角度看，减少泥沙对水轮机磨损，在枢纽布置和运行方式方面可采取哪些措施？
（1）引取表流（2）利用弯道环流（3）制造螺旋流排沙4）设置沉沙池
60.谈一谈对高水头枢纽河床式电站防沙排沙措施的认识？
1、运行方式——蓄清排浑
2、设置排沙底孔及泄洪排沙洞
①、布置原则：1）排沙底孔一般布置在电站进水口下面，也可布置在电站一侧或两侧；
(2)排沙底孔高程愈低、孔口尺寸愈大防沙效果愈好。
②、排沙底孔的作用：
1）在电站进水口前形成冲刷漏斗；
2）在双层过水时，拦截电站引水中的粗颗粒泥沙，将其通过排沙底孔排往下游。
3）排沙底孔关闭期间，将粗颗粒泥沙拦截在冲刷漏斗内，通过定期打开排沙底孔，将拦截的粗颗粒泥沙排出水库。
4)防止泥沙淤堵电站进水口。
2、泄洪排沙洞的布置和作用
3、①布置原则：
(1)、洞口位置距电站进水口要有一定距离；(2)、泄洪排沙洞以布置在主流区为宜；(3)、高程应尽可能降低；(4)、断面尺寸尽可能大一些，保证较大洪水在洞前不壅水。
②、泄洪排沙洞作用：泄洪排沙洞的作用是既泄洪，又排沙
（1）泄洪排沙洞能控制主流，恢复库容，是实现调水调沙的重要手段；
（2）利用泄洪排沙洞实现蓄清排洪。
低水头枢纽河床式电站与高水头枢纽防沙措施的区别
（1）枢纽一开始运用就面对泥沙问题，因而有关防沙措施应及时安排好；
（2）运用水位变幅小，坝区河道更具有天然河道性质。排沙底孔、排沙廊道和泄洪排沙闸的高程，与电站进水口的高程差距不可能很大，因此，这些措施对防止粗沙过机效果显著，而对细颗粒泥沙则作用较小。
61.排沙底孔、排沙洞的布置原则分别是什么？它们的作用分别是如何？
1、排沙底孔的布置原则和作用
①、布置原则：
1）排沙底孔一般布置在电站进水口下面，也可布置在电站一侧或两侧；2）排沙底孔高程愈低、孔口尺寸愈大防沙效果愈好。
②、排沙底孔的作用：
1）在电站进水口前形成冲刷漏斗；
2）在双层过水时，拦截电站引水中的粗颗粒泥沙，将其通过排沙底孔排往下游。
3）排沙底孔关闭期间，将粗颗粒泥沙拦截在冲刷漏斗内，通过定期打开排沙底孔，将拦截的粗颗粒泥沙排出水库。
4）防止泥沙淤堵电站进水口。
2、泄洪排沙洞的布置和作用
①布置原则：
1)、洞口位置距电站进水口要有一定距离；
2)2)、泄洪排沙洞以布置在主流区为宜；
(3)、高程应尽可能降低；
(4)、断面尺寸尽可能大一些，保证较大洪水在洞前不壅水。
泄洪排沙洞的作用是既泄洪，又排沙。
（1）泄洪排沙洞能控制主流，恢复库容，是实现调水调沙的重要手段；
2）利用泄洪排沙洞实现蓄清排洪。
62、低水头枢纽引水式电站常用的防沙排沙措施有哪些？
低水头枢纽引水式电站的防沙排沙措施
㈠分水分沙式
这种枢纽的主要防沙措施是尽可能利用弯道环流，正面引水，侧面排沙，并结合使用导沙坎及螺旋流冲沙槽、冲沙闸、沉沙池等其它措施，以引取表流，排走底流。这种防沙排沙措施，与有坝灌溉取水工程防沙排沙措施基本上是一致的。
1、弯道环流的利用
利用弯道环流的形式有两种，第一种是利用天然弯道环流；第二种是人工制造弯道环流，但根据具体条件不同，可能采取多种形式。例如整个河道并非弯道，但利用导流墙或人工岛制造局部环流，正面取水，侧面排沙（图7-5），就是一种常见形式。
2、导沙坎
（1）导沙坎作用、布置及形式
导沙坎也叫拦沙坎，其作用是防止较粗的底沙进入取水口，一般都布置在靠近取水口的前方或引渠入口。导沙坎分
为顺坎和丁坎两种，顺坎仅有导沙作用，丁坎兼具挑沙作用。
3、冲沙槽
冲沙槽有多种形式，有设置在底板之下的有压流形式，有建筑在底板之上由两条平行导沙坎构成的明流形式；冲沙槽的位置有在进水口前缘的，也有在进水口下游渠道中的，或在沉沙池尾部的；冲沙槽中有产生螺旋流的，也有不产生螺旋流的。
一种形式为设置在渠道中进水口下游的有压流冲沙槽，泥沙通过顶缝进入有压流冲刷槽中被带走。
另一种形式的冲沙槽为涡管，即在引水渠道底部埋设一根顶部开口的涡管，利用水流流入管内所形成的螺旋流排除渠道泥沙。
4、束水墙
束水墙也叫分水墙，一般用于将冲沙闸与泄洪建筑物分开。当冲沙闸关闭时，在取水口前形成某种程度的静水，以减少泥沙进入取水口；当冲沙闸开启时，束水攻沙。
5、冲沙闸
冲沙闸分为两种，一种是保持进水口门前清的冲沙闸，另一种是泄洪冲沙闸。
从防沙的角度看，闸底板高程的确定是一个值得十分重视的问题。关于前者，闸底板高程应低于取水口高程；当冲沙闸连续运转时，有足够流速将泥沙冲走；当冲沙闸关闭时，有一定容积供暂时性的淤沙之用。关于后者，需要考虑的因素要复杂一些。
6、沉沙池
沉沙池在一般情况下属于最后一道防线。尽管前面有一道或两道防沙线，洪水期由于流速及含沙量大，一部分稍粗颗粒进入取水口总是不可避免的。为了排除这一部分泥沙，须设置沉沙池。关于排除悬移质泥沙的沉沙池，可参考有关专著。这里只介绍排除推移质泥沙及一部分粗颗粒悬移质泥沙的沉沙池。
66、何谓冲刷极限状态？
冲刷极限状态是指河床冲刷达到相对稳定，冲刷基本停止时的状态。
冲刷极限状态是指长时间和长河段的平均情况而言，它只具有相对的意义。
69、无坝取水口设计中应注意哪些问题？
71、解释无坝引水口进沙量多的根本原因。
73、有坝取水工程常用的布置形式有哪几种？
74、侧面取水工程的布置特点及存在的主要缺点是什么？
75、谈谈正面取水的设计思想和布置特点。
76、谈谈底栏栅取水枢纽的组成及优缺点。
河流动力学概论(清华版)习题
河流动力学概论(清华版)习题 第二章 1. 等容粒径、筛分粒径、沉降粒径的定义各是什么？为什么筛析法得到的泥沙颗粒粒径接近于它的等容粒径？ 答： （1）等容粒径为与泥沙颗粒体积相同的球体直径。如果泥沙颗粒的重量W 和容重γs （或体积V ）可以测定，则其等容粒径可按下式计算： 113 3 66n s V W D ππγ????== ? ????? （2）如果泥沙颗粒较细，不能用称重或体积法确定等容粒径时，一般可以采用筛析法确定 其筛分粒径。设颗粒最后停留在孔径为D 1的筛网上，此前通过了孔径为D 2的筛网，则可以确定颗粒的粒径范围为D 1＜D ＜D 2。 （3）对于粒径小于0.1 mm 的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必须用水析法测量颗粒在静水中的沉速，然后按照球体粒径与沉速的关系式，求出与泥沙颗粒密谋相同、沉速相等的球体直径，作为泥沙颗粒的沉降粒径。 （4）对形状不规则的泥沙颗粒，可以量测出其互相垂直的长、中、短三轴，以a ，b ，c 表示。可以设想颗粒是以通过中轴筛孔的，因此筛析所得到的颗粒的中轴长度b 。对粒径较粗的天然泥沙的几何形状作统计分析，结果可以表达如下式： ()13 b ab c = 即中轴长度接近（实测结果为略大于）三轴的几何平均值。如果把颗粒视为椭球体，则其体积为 6 V abc π = 等容粒径为 ()11 3 36n V D abc π??== ??? 因此，如果上述各假设成立，则筛析法所得到的泥沙颗粒粒径（颗粒恰好通过的孔径）接近于它的等到容粒径。 2. 100号筛的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法做粒径分析？ 答：查表2-2知100号筛的孔径是0.149 mm ，当泥沙粒径小于0.1 mm 时就必须用水析法做粒径分析。 3. 什么是颗粒的形状系数？ 答：有时采用形状系数（shape factor ）来综合表示颗粒形状特点，定义如下： SF = 4. 密度、容重、干容重在概念上有什么区别？ 答：
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)/P 4.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。平面变化上，主流摆动不定，主槽位置也摆动，摆幅相当大导致河势变化剧烈！ 第四章床面形态与水流阻力 1、沙波作为河床表面推移质泥沙运动的主要外在表现形式，直接关系到河床的变形，决定河床的阻力。随水流强度的不断变化，沙波有其产生、发展和消亡的过程。 2、沙波的五个发展阶段：沙纹→沙垄→过渡、动平整→沙浪→急滩与深潭 ①沙纹：水流流过平整的河床床面，在水流达到一定强度后，部分沙粒开始运动，此后不久，少量沙粒聚集在床面的某些部位，形成小丘，徐徐向前移动加长，最后连接成为形状及其规则的沙纹。沙纹尺度较小，主要是近壁层流层的不稳定性所产生，与平均水深关系不大。随着水流强度的增大，沙纹在平面上逐渐从顺直过渡到弯曲、再过渡到对称和不对称的沙鳞。 ②沙垄：随着流速的增加，沙纹发展成沙垄，其尺寸与水深有密切关系。在平面外形上，在水流强度逐渐加大的过程中，沙垄将自顺直发展到弯曲，成悬链和新月形。
河流动力学作业六
《河流动力学》课程报告专题六、七： 河流泥沙数学模型及河工模型 1 河流泥沙数学模型简介 随着计算机技术的高速发展和河流泥沙基本理论的进步，水沙数学模型得到了快速 发展，被广泛地应用于水利工程、江河治理和河口海岸与泥沙运动有关的领域中，解决 了很多生产难题，发挥了巨大效益。 水沙数学模型包括：1D模型、平面2D模型、立面2D模型、准3D、完全3D等。数学模型要求应该能够严格遵守物理原理、边界和初始条件，能够节省时间、人力和成本，具体的模型选择要经过方案比选与优化。 泥沙数学模型的功能主要是帮助解决实际问题和发现新的机理或规律。前者包括：河道演变、水库泥沙淤积、水力工程的下游冲刷、取水口的稳定性、引航道及港地回淤、河口海岸工程泥沙问题。后者主要是通过对比分析大量计算方案成果，有可能发现河道演变、水库泥沙淤积等的内在机理。这是模型试验和资料分析无法达到的，因为这些方法所反映的情况是有限 的。 数学模型应满足一下基本要求：满足物理的基本原理、被分析方法所检验（分析解、人工解）、被实验和实测资料所检验、可以预测主要的物理过程、数值解稳定收敛、数值结果可接受、符合实际情况。 2 河流泥沙数学模型的控制方程、模型建立与使用 主要方程包括水流连续方程、水流运动方程、泥沙连续方程以及其他补充方程。 常用的控制方程包括：3D悬移质运动扩散方程、3D水流运动方程、平面2D水流泥沙运动方程、立面2D水流泥沙运动方程、1D水流泥沙运动方程（水流连续方程、水流动量方程、泥沙连续方程）。 数学模型的建立流程如下： 数学模型的使用中，以下环节需要重点关注和讨论分析：微分方程的离散，挟沙能力的分析及其表达式使用、挟沙能力系数，回复饱和系数的表达式，边界和初始条件，断面信息
中大港口河岸工程研究生培养计划
港口海岸及近海工程专业硕士研究生培养方案 一、培养目标: 培养德、智、体、美全面发展，致力海洋工程科学的高级科技和教学人才。掌握坚实的本学科基础理论和应用专业知识、熟练运用计算机和一门外国语。具有从事科学研究或担负专门工程技术工作的能力，并取得较系统的研究成果。毕业后具有从事科学研究、教学工作，以及海洋工程管理、航运、环保，港建等部门的实际工作。 二、研究方向: 1、海洋工程与能源； 2、近岸动力学； 3、海岸带水环境与遥感； 4、海洋环境动力要素对建筑物作用； 5、波、流和结构的相互作用； 6、海岸港口河道泥沙； 7、海岸及近海工程数值模拟及可视化研究； 8、海岸及近海工程信息技术及网络研究； 9、海洋环境水力学 三、学习年限 学制3年。按中山大学《学位与研究生教育工作手册》及中大研院[2003]3号《中山大学硕士研究生培养工作试行办法》有关规定要求。 四、课程设置
五、考核方式
按中山大学《学位与研究生教育工作手册》及中大研院[2003]3号《中山大学硕士研究生培养工作试行办法》有关规定要求。 六、学位论文工作及发表论文要求 按中山大学《学位与研究生教育工作手册》及中大研院[2003]3号《中山大学硕士研究生培养工作试行办法》有关规定要求。 七、参考书目 1.波浪理论及其在工程上的应用, 丘大洪，高等教育出版社，1986 2.随机波浪及其在工程上的应用,俞聿修，大连理工大学出版社，1992 3.海岸河口动力学, 赵今声等, 海洋出版社 1993 4.海岸动力学, 薛鸿超等, 人民交通出版社，1980 5.海洋科学导论, 冯士笮等, 高等教育出版社，2000 6.河流动力学，王绍成主编，人民交通出版社 7.潮汐分析预报，方国洪, 海洋出版社 8.Estuaries: a phsical introduction, Dyer, K.R. 1978, John Wiley and Son 9.水波动力学，梅强中,科学出版社，1984 10.水动力学，朱蔚文，张涤明, 高等教育出版社, 1993 11.计算流体力学，张涤明、蔡崇喜、章克本、詹杰民、黄海，中山大学出版社，1991年 12.Journal of Hydraulic Engineering, ASCE. 13.Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, ASCE 14.Ocean Engineering 15.Applied Ocean Research 16.International Journal for Numerical Methods in Fluids 17.海洋学报 18.海洋工程 19.水动力学研究与进展, Journal of Hydrodynamics 20.力学学报 21.水利学报 22.遥感学报 23.海洋与湖沼 24.热带海洋 25.海洋技术
河流动力学实验报告模版
河流动力学实验 (一) 武汉大学水利水电学院 二〇一二年十月
实验一 泥沙颗粒分析试验 一、实验目的及项目 1、掌握实验室中运用筛分法及移液管体分析河床质、悬移质沙样的方法。 2、掌握绘制泥沙颗粒级配曲线的方法，求出泥沙样品的50d ，pj d ，?=等特征值。 二、筛分析法：适用于粒径大于0.1毫米（或：0.074、0.060毫米）的泥沙颗粒分析。 （一）试验设备 1、粗筛：园孔，孔径为200、100、60、40、20、10、5、2毫米。 2、细筛：方孔，孔径为5.0、2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、（或0.074、0.06）毫米。 3、洗筛：孔径为0.1毫米。 4、其他：振筛机、烘箱、天平、毛刷、盛沙杯等。 （二）操作步骤 1、检查沙样：用玻璃棒在沙样中搅拌，如玻璃棒没有粘附沙粒。则可以为已风干，否则应作风干处理，如沙样过多，则用四分法取出代表性沙样分析。 2、将分取沙样，（大约100-300克左右）放在天平上称出总重量，准确至0.01克。 3、根据沙样的最大粒径，准备好粗、细筛数只，并按孔径由大到小依次排列备用。 4、将沙样倾入粗筛之最上一层，加盖后，放在振筛机上振筛15分钟。 5、从最上一层开始，顺序将各级筛取下，在纸上用手扣打摇晃，直至无沙漏下为止，漏下之沙放在下一级筛内，卡在孔径中之沙。应计入本层筛之内。 6、将留在各级筛上之沙，扫入编号杯内，分别称重。 7、测记最大粒径：在最上一层筛内，找出最大一颗粒沙子，量其粒径为沙样最大粒径。 （三）实验记录
武汉大学水利水电学院 质筛分析记录计算表表一 分析：核算： 三、移液管法 （一）试验设备 1、移液管分析仪一套，本仪器只适用于粒径小于0.1mm及浓度为0.3~2%的泥沙颗粒分析。 2、盛沙杯：容量为100ml的玻璃杯7个。 3、沉降筒：容量为600ml的玻璃量筒一个。 4、温度计：量度50℃，最小刻度0.1℃一支。 5、电动天平：感量万分之一克。
河流动力学-复习题教学内容
河流动力学-复习题
泥沙特性 粒径：就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。 粒配曲线的特点、参数、作法: 沙样的平均粒径D m 是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。 横坐标D 粒径，纵坐标P 百分数。 作法：将粒配曲线的纵坐标p 按变化情况分成若干组，并在横坐标D 上定出各组泥沙相应的上、下限粒径D max 和D min 以及 各组泥沙在整个沙样中所占的重量百分比p 。 D ∑ ∑ ==??=n i i n i i i m P P D 11 分选系数S 125 75≥=D D o 泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比称为孔隙率。 比表面积就是颗粒表面积与体积之比。 颗粒比表面积间接地反映了颗粒受到的物理化学作用与重力作用的相对大小。 颗粒表面离子层及周围的反离子层（吸附层及扩散层）构成颗粒的双电子层。 细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程叫做絮凝。 影响絮凝的因素：粒径、电解质价位、含沙量、含盐量。 取未经扰动的原状沙样，量出它的体积，然后在烘箱内经100-105度的温度烘干后，其重量（或质量）与原状沙样整个体积之比，称为泥沙的干容重或干密度。 单颗粒泥沙在无限大静止清水水体中匀速下沉时的速度称为泥沙的沉降速度。单位cm/s 推移质运动
滑动或滚动的泥沙，在运动中始终保持与床面接触叫做接触质。 在床面附近以跳跃形式前进的泥沙叫做跃移质。 悬浮在水中运动，速度与水流速度基本相同的泥沙叫做悬移质。 河床上静止的泥沙颗粒，随着水流条件的增强，到一定条件时开始运动，这种现象称为泥沙的起动。 床面泥沙由静止状态转变为运动状态的临界水流条件就是泥沙的起动条件。可用流速、拖曳力或功率表示。用水流垂线平均流速来表示叫起动流速。 起动拖曳力是指泥沙处于起动状态的床面剪切力。2 *U hJ o ργτ== 泥沙颗粒由运动状态转变为静止状态的临界垂线平均流速叫止动流速。 U C C KU =,岗卡0.71 窦、沙0.83 扬动流速是床面泥沙由静止直接转入悬移状态的临界垂线平均流速。 沙波形态的四种类型：带状(顺直)沙波、断续蛇曲（弯曲）状沙波、新月形沙波、舌状沙波 沙波运动两现象：一是沙波对床沙的分选作用，二是较粗泥沙运动的间歇性。 沙波表面附近的水流流速是沿程变化的，波峰处流速最大，波谷处流速最小。 床面阻力包括沙粒阻力和沙波阻力。沙粒阻力系床面沙粒阻力的摩阻而引起也称为表面阻力。沙波阻力属形状阻力，使迎水面与背水面产生压力差而引起。 沙粒阻力与沙波阻力就是动床阻力。 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时，单位时间内通过过水断面的推移质数量，称为推移质输沙率，以G b 表示。 推移质输沙率分五类：以流速为主要参变数、以拖曳力为主要参变数、根据能量平衡观点、从统计法则考虑以及按沙波运行规律来分析。
河流动力学复习整理
（0）河流动力学概念:研究冲积河流在自然状态下以及受人工建筑物影响以后河道水流、泥沙运动规律和河床演变规律及其应用的学科。 主要研究内容: 水流结构：研究水流内部运动特征及运动要素的空间分布; 泥沙运动：研究泥沙冲刷、搬运和堆积的机理; 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; 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. 研究方法: 理论分析, 室内试验,现场观测，数值计算 （1）河道水流的基本特性：河道水流的二相特性；河道水流的三维性；河道水流的不恒定性；河道水流的不均匀性 河道水流的水流结构：主流，副流，环流 二维明渠流速的分布规律：1.直线层，也成粘滞底层，切应力只有粘滞切力，流速按直线分布2.过渡层，粘滞切力与紊动切力同时存在，流动是层流和紊流的过渡区，该层没有统一的流速分布公式，近似按直线层或对数层公式计算3.对数层，切应力主要是紊动切应力，流速按对数分布4外层区.在对数层以上到水面的区间，切力主要是紊动力，流速分布常以缺速公式表示，故也称缺速区。流速分布要受上部边界影响，与边壁糙率也有一定关系。 河道水流阻力分解图：见ppt1 76页 明渠二维流的阻力损失表达方式：见ppt1 77页 （3）按运动状态分，泥沙的运动形式有：（床沙），推移质、悬移质 泥沙交换现象： 推移质泥沙运动特点：间歇性、置换性、速度小、跳跃性、数量少、消耗时均能量 悬移质泥沙运动特点：速度大、悬浮性、置换性、数量多、消耗紊动能 冲泄质：河流挟带的泥沙中粒径较细的部分，且在河床中数量很少或基本不存在的泥沙。 床沙质：河流挟带的泥沙中粒径较粗的部分，且在河床中大量存在的泥沙。 两者主要区别：1.前者是非造床质泥沙，后者是造床质。2.前者粒径较小，后者粒径较大3.前者在水流中的含量不仅取决于水流条件，还与河段上游流域供沙条件有关。 推移质~悬移质与床沙质~冲泄质命名的区别：前者按运动方式分；后者按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分。 异重流：两种或两种以上的流体相互接触，而流体间有一定的但是较小的重度（密度）差异，如果其中一种流体沿着交界面的方向流动，在流动过程中不与其它流体发生全局性的掺混现象的运动。 异重流主要特征：（1）异重流的重度差很小，重力作用小，惯性作用大（2）具有翻越障碍以及爬高的能力 （5）泥沙悬浮机理：含沙量具有上稀下浓的沿垂线梯度。 泥沙悬浮扩散理论：基于泥沙颗粒在紊流中随机运动来求解泥沙浓度垂向分布的理论 重力理论：挟带悬移质的水流在运动过程中要消耗能量。所消耗能量分为两部分，一部分用于克服边界的阻力；另一部分用于维持悬移质的悬浮。重力理论的观点认为，悬移质的比重一般比水大得多，要使它在水里不下沉，水流必须对它做功以维持悬浮，即水流必须为此而消耗能量。 推求悬移质含沙量沿垂线分布规律有哪些方法：1.Rouse 公式2. 张瑞瑾公式3重力理论——维利卡诺夫公。. Rouse 方程及其中悬浮指标Z 的意义和如何计算：z a a h a y y h S S ??? ? ??-?-=，*=kU z ω，实际代表了重力作用与紊动扩散作用的相互关系
工硕_河流动力学课程作业及参考答案
《河流动力学》 专业选修课，40学时，2学分 主要参考书： 1.泥沙运动力学，钱宁，万兆惠，科学出版社 2.河流泥沙工程学，武汉水利电力学院，水利电力出版社 3.河流动力学，陈立，明宗富，武汉大学出版社，2001 4.河流泥沙动力学，张瑞瑾，谢鉴衡等，水利电力出版社 主要参考以下问题写读书笔记 1.叙述泥沙的颗粒性质，并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质？ 2.简要叙述泥沙的群体性质。 3.推导孤立圆球在无限静水中等速沉降的沉速公式。 4.简要叙述影响泥沙沉速的因素及其研究成果。 5.解释下面概念：拖曳力；上举力；粒间离散力；接触质；层移质；跃移质；床沙质；冲泻质； 悬移质；推移质；输沙率；高含沙水流；异重流。 6.说明推移质与悬移质的区别。 7.推导以流速为主要参数的推移质输沙率公式。 8.何谓悬移质含沙量的垂线分布？简要叙述关于悬移质含沙量垂线分布的两种理论。 9.说明水流挟沙力的定义以及它与河床冲淤之间的关系。 10.简要叙述泥沙的存在对水流所产生的影响。 参考答案： 1.叙述泥沙的颗粒性质，并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质。 答：（1）泥沙的几何性质 泥沙的几何性质是指泥沙颗粒的形状和大小，或者说泥沙颗粒的形状与粒径。泥沙颗粒的不同 形状与他们在水流中的运动状态密切相关。较粗的颗粒沿河底推移前进，碰撞的机会较多，碰撞时 动量较大，容易磨成圆滑的外形；较细的泥沙颗粒随水流浮游前进，碰撞的机会较少，碰撞时动量 较小，不易磨损，因此能够保持棱角峥嵘的外形。 ①泥沙的粒径是泥沙颗粒的大小的量度，由于泥沙颗粒形状不规则，不易确定其直径，通常所 说的粒径为泥沙的等容粒径的简称。所谓等容粒径，就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。设某
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。 1.泥沙沉速ω：单颗粒泥沙在静止的无限大的清水水体中匀速下沉的速度(有效重力和阻力相等);与泥沙的粒径、形状、含盐度、含沙浓度、水体紊动和沙粒雷诺数有关(R ed=ωd/v,表示惯性力与水流粘滞力的相对关系); 2.泥沙的沉降状态：层流(滞性)状态下降:R ed<0.5, 垂线下沉，下沉速度缓慢，扰流阻力以摩擦力为主，压差阻力相对较小(阻力与μdω的一次方成正比),颗粒不发生摆动、转动、滚动，周围水体不发生紊乱现象;过渡状态下降: R ed=0.5~1000,颗粒表面形成流速梯度很大的边界层，尾部边界脱离表面发生分离，分离区产生稳流，造成很大的能量损失，随着R ed的增加，分离区相应增大，压差阻力也不断增大，摩擦阻力不断减小;紊流状态下降:R ed>1000, 颗粒表面边界层在尾部的分离区达到最大，压差阻力远远大于摩擦阻力， 其大小与R ed的变化无关，颗粒左摇右摆下沉，颗 粒本身也转动，周围水体也紊动(水流阻力与ρd2 ω2成正比) 。 1.张瑞瑾沉速公式思路(阻力叠加原理,从过渡区入 手) PS:泥沙特性分为几何特性、重力特性、水力特性、 物理化学特性、生物化学特性； 1. 泥沙运动分类:泥沙一颗一颗的沿河滚动,滚一阵, 歇一阵,常呈间歇性(在河底附近一滚动、滑动、跳 跃或者层移形式前进,其速度小于水流速度);泥沙在 水中悬浮着前进(细颗粒，连续运动,在水流方向以 与水流大致相等的速度前进); 2.推移质与悬移质划分:Def:河底附近以滚动、滑 动、跃动或层移等形式前进、速度小于水流速度的 泥沙称推移质(接触质、跃移质、层移质); 以浮游方式前进的泥沙称推移质联系:一个泥沙组 成来说,较弱的水流条件下,以表现为推移质;较强的 水流条件下,以表现为悬移质，二者可以相互转化。 区别:运动规律不同(受力、运动速度、输沙率与水 流切力的关系、输沙量等都不同);能量来源不同(推 消耗水流的机械能即时均势能，悬消耗水流的紊动 动能);对河床的作用不同(悬沙通过容重增大净水压 力,悬移质通过颗粒间的离散力与河床作用). 1.泥沙起动概念：随着水流条件的增强,沙颗粒由静 止转为运动,泥沙起动.泥沙起动条件:持泥沙颗粒静 止状态的平衡条件遭到破坏,面泥沙由静止状态转 入运动状态的临界水流条件(起动流速(以垂线平均 流速表示)、起动拖曳力(拖曳力表示、起动功率(水 流功率));特性:复杂性(水流条件、沙粒性质、泥沙 组成);随机性(水流运动和泥沙分布排列等具有随机 性). 2.沙在水流中受到的力:促成泥沙起动的力:上举力、 推移力(两者由沙粒的迎水面和下面压力增大而背 水面和上面压力减小形成的)、脉动压力;抗拒泥沙 起动的力:重力、粘结力(与沙粒间的空隙厚度、在 水平面上的投影面积、所受的铅直向下的压力、水 的纯洁度与化学成分、沙粒的压结程度有关)。 3.起动流速:泥沙由静止变为运动式的临界水流条 件,用起动流速表示,位于河床表面的某种泥沙(即床 沙),当流速等于或者大于泥沙起动流速时,泥沙起动 反之静止。 4.沙莫夫启动流速公式： 5.研究泥沙起动的意义:计算输沙率;航道整治时使 用;护滩、护滩块石稳定计算、研究输沙率 1.沙波运动:泥沙颗粒在床面的集体运动称沙波运 动(推移质泥沙运动达到一定程度时的产物.对河道 水流结构、河道阻力、泥沙运动和河床演变均有重 要作用)； 2.沙波形态和运动特征:(几何特征:迎水面缓,背水 面陡;运动特征:迎水面加速区,冲刷,背水面减速区, 淤积,床沙分选:上粗下细;水流运动特征:波峰处流 速大,波谷处流速小,迎水面存在停滞点,背水面:分 离、漩涡;阻力特性：迎水面与水面存在压力波,与 水流速度相反,称形状阻力 3.沙波形成及发展过程:静平整(流速小于起动流速, 泥沙不起动,床面平整)、沙纹(流速增大,沙粒聚集最 后形成形状规则的沙纹)、沙垄、过渡、动平整(流 速增大,波高变小,床面恢复平整)、沙浪(流速继续增 大,Fr>1,床面再次出现沙波)、急滩与深潭(Fr>>1,强 烈冲刷形成急滩,强烈淤积形成深潭). 4.沙波形成过程中的两个现象:沙波对床沙的分选 作用(上粗下细);粗沙运动的间歇性。 5.沙波运动对河流的影响:沙波运动时推移质运动 的主要形式;沙波的消长对河流的阻力损失有很大 影响;沙漠的消长对航道的水深有一定的影响;沙波 的形成和发展影响H-Q关系。 6.沙波类型:带状沙波(很少见)、继绩蛇曲沙波(最常 见)、堆状沙波(常见)、顺直沙波、弯曲沙波、链状 沙波、舌状沙波、新月沙波等。 7.沙波产生的原因：不同流体相对运动时交界面上 的不稳定性;接近河床的流速沿程分布与沙波形式 相适应。 1.推移质输沙率概念:一定的水沙条件下,河道处于 冲淤平衡时,单位时间通过单宽河床的推移质数量, 以g s表示,单位:kg/m.s 2.公式类型及其思路:以临界拖引力和临界流速考 虑问题(当拖引力获水流速度达到或超过某一临界 值以后，床沙才可能发生推移,推移质输沙率的大小 与水流实有的拖引力或流速超过临界拖引力或临 界流速的程度有关,如沙莫夫公式);从沙波运行情况 考虑问题(凡推移质运动达到一定规模的处所，必然 出现沙波,推移质输沙率与U4成正比);从统计法则 考虑问题(H.A.爱因斯坦公式:抓住泥沙自床面冲刷 下移的概率P的确定最为推导的核心
合肥工业大学流体力学专业研究生培养方案
合肥工业大学流体力学专业研究生培养方案 1.所属学院：土木与水利工程学院学科、专业代码: 080103 获得授权时间:2011年 2．学科、专业简介 流体力学主要研究流体本身的静止状态和运动状态，其在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。毕业生可以在政府、建筑开发、施工、设计、科研单位、管理等部门得到相应的工作机会，也可以从事设计、施工、管理、研究等工作。 3. 培养目标 1. 热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理；具有为社会主义现代化建设服务、为人民服务的思想觉悟，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业爱岗、艰苦求实、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质；具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。 2. 了解流体力学领域发展前沿和动态，在流体力学领域内具有坚实的理论基础、系统的专业知识和较熟练的实验技能。 3. 懂得社会主义民主和法制，遵纪守法，举止文明，有“勤奋、严谨、求实、创新”的良好作风，具有较好的文化素养和心理素质以及一定的美学修养。 4. 比较系统地掌握本专业所必需的自然科学基础和技术科学基础的理论知识，具有一定的专业知识，对本专业学科范围内的科学技术新发展及其新动向有一定的了解。 5. 受到工程设计方法和科学研究方法的训练，具备本专业所必需的运算、实验、测试、计算机应用等技能以及一定的基本工艺操作技能。 6. 有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的基本能力以及具有较强开拓创新的精神，具备一定的社会活动能力、从事本专业业务工作的能力和适应相邻专业业务工作的基本素质。 7. 较为熟练的掌握一门外国语，能够地阅读本专业的外文资料。 8. 具有较强的使用信息技术的能力，能够将现代信息技术熟练运用于学习、工作和社会实践活动。
河流动力学作业
作业一 1. 有一（1=0.Im,从水深li=10m 的水面抛入7K 中，水的流速若不考 虑动水流动的影响，求卵石沉到河底的水平距离？ 解：d=0.1m=100mm>2mm,^用沙玉清紊流区公式 co=l.14 J —_ gd = 1.14 ^1.65x9.8x0.1 = 1.45 in /s s=ut=lx6.90=6.90 m 故卵石沉到河底的水平距离为6.90m. 2. 什么是泥沙沉速？球体的沉逮与等容泥沙的沉速是否相同？为什么？ 答：单颗粒泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度，称为泥沙的沉速。球体的 沉速与等容泥沙的沉速不相同。因为泥沙的形状复杂，沉降中受到的阻力较球体沉降 阻力大，同粒径的沉速有所减小。 答：当水质中含有较多的细颗粒泥沙，特别是含有复奈化学成分时，泥沙不再以单颗 粒的形式下沉，而是结成一团下沉，这种现象称为絮凝现象。影响泥沙絮凝作用的因 素包括泥沙粒径、矿物成分.含沙量及水质等。 4.试比较岗恰洛夫、沙玉清.弓瘵瑾的泥沙沉速公式，说明在层流.紊流.过渡区中 泥沙沉速的计算公式有何不同？如何判别层流、紊汛 过渡区这三种绕流状态？ 答：比较岗恰洛夫、沙玉清和张瑞瑾的泥沙沉速公式可得，三者在层流区的计算公式 形式一样，其中岗恰洛夫和沙玉清的公式完全一致，阻力系数Cd 都取的"24,而张瑞 瑾取的1/25.6。三者在紊流区的泥沙沉速公式形式也完全一致，仅阻力系数取值不一 样，最后简化而得的岗恰洛夫公式为3=1. 06可号1皿，抄玉清公式为 3= 1.14J 牛绻，张瑞瑾公式为3=1.04寸牛匕如 三者在过渡区的公式差异最 大，岗恰洛夫对比了滞流区沉速公式的结构形式，认犬过渡区公式几个变量的方次应 该介于滞流区和紊流区之间，取的d 的方次为1,比工的方次为2/3八的方次由-1逐 Y 2/3 1/ _ 1/ 渐増至0,最后取过渡区沉速公式的结构形式为3邙务（节丄严d, R 为无量纲系 数，是表征粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素；沙玉清在研尢过渡区泥 沙沉降规律时引逬了两个新的判数，即沉速判数S 。和过渡区粒径判数4两者均为沙 粒雷诺数R”的函数，只要找岀两个判数之间的关系即可从d 求岀3,而无须进行试 算，从而沙玉清沉速公式为也山+ 3.790 Sig "577?亠39。张瑞瑾在研究泥沙的 静水沉速时认为过渡区的阻力既有粘滞力的特点，也有=6.90 s 什么是絮翩 象？影响絮擬的因素有哪些? 10 145
河流动力学作业参考答案共16页文档
第一次作业参考答案——第二章 2.2 100号筛孔的孔径是多少毫米？当泥沙粒径小于多少毫米时就必须用水析法作粒径分析答：1）根据N 号筛的定义：1英寸内有N 个孔就称为N 号筛。1英寸=25.4mm.。可知如果网线直径为D ，则N 号筛的孔径计算公式如下: (25.4－D ×N)/N=25.4/N-D 但本题并没有给出100号筛的网线直径，无法用公式进行计算。经查表可得，100号筛孔的孔径为0.149mm （表2-2）或是0.147mm （表2-4）。 2) 对于粒径小于0.1mm 的细砂，由于各种原因难以用筛析法确定其粒径，而必须采用水析法作粒径分析。 注：第一问因为筛的网线直径可能不一样，所以以上两个答案都正确 2.5什么是级配曲线？给出中值粒径，算术平均粒径，几何平均粒径的定义或定义式？ 答：1）在仅以横轴采用对数刻度的坐标上，以粒径为横坐标，以小于粒径D 的重量百分比即小于该粒径D 的泥沙颗粒重量在总重量中所占比例为纵坐标，点绘数据连成的曲线，称为累计频率曲线，亦称级配曲线。 2）中值粒径即累积频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应得粒径值。换句话说，细于该粒径和粗于该粒径的泥沙颗粒各占50%的重量。 3）算术平均粒径即各组粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值，计算公式为 ∑=??= n i i i m p D D 1 100 1 4）几何平均粒径是粒径取对数后进行平均运算，最终求得的平均粒径值。计算公式为 ) ln 100 1 ex p( 1 ∑=??=n i i i mg p D D 注：关于级配曲线的定义错的比较多，并不是以粒径的对数或是负对数为横坐标，也不是 按几何级数变化的粒径尺度为分级标准……只要跟上述表达的意思一致都为正确答案。 2.6某海滩的沙粒粒度范围是 1.4 3.6φ=-，试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围 解：因为D 2log -=Φ，其中D 为颗粒粒径，所以可得到2D φ -= 所以颗粒的粒径范围为0.083mm-0.379mm 。 注：此题不要忘记单位 第二次作业参考答案——第二章 2.21 动床模型中常采用量瓶法测量浑水浓度？量瓶的容积约为1000cm 3,每次使用前需在当时水温下精确测量其容积。已知某次测量数据为：水温20℃，空瓶的质量为11 3.0g,空瓶加清水的质量为1146.14g,空瓶加浑水的质量为1149.42g,滤出瓶中浑水中的沙样烘干后得 沙的质量为52.99g 。已知模型沙的颗粒容重为1.065gf/cm 3 , 20℃时清水的容重为0.9982 gf/cm 3 ，试求量瓶体积，沙样固体的体积，浑水的体积比和质量比浓度。 解：水温20℃时，清水的重量为W=1146.14-113.0=1033.14gf 清水的容重为 γ=0.9982gf/cm 3 量瓶的体积为 沙样固体的重量为 W s =52.99gf ；模型沙颗粒容重为 s γ=1.065gf/cm 3 沙样固体的体积为
河流动力学复习要点
《河流动力学》复习要点 注意： 1.除下文中明确要求掌握的定义、公式和推导过程外，其他公式不需死记硬背。 2.对于类似于“雷诺数”这样的概念，除需掌握其定义式外，还需掌握其物理含义。 第1章：绪论 要求掌握的定义和原理：河流动力学研究内容；研究方法；与港口航道工程的关系。 第2章：水流的紊动 要求掌握的定义和原理：层流；紊流；雷诺数；紊动应力；粗糙高度K s；应对近壁流层厚度δ、对数流速分布公式(式2-20)、指数流速分布公式(式2-28)、图2-16 较为熟悉（另见P.44）。 （本章以基于理解的了解为主，大部分不需死记硬背） 第3章：泥沙特性 要求掌握的定义和原理：粒径的三种不同定义；粒径频率与级配曲线（含义）的关系；粒径分布特征值的不同定义与计算方法；分选系数（含义）；孔隙率；细颗 粒絮凝现象的表面电化学解释（双电层及絮凝的形成）；密度和容重的不同单位及 适用范围；干容重与水下休止角的概念；泥沙的沉速；沙粒雷诺数Re*定义式； 泥沙不同沉降形式的流态特征；沉速的影响因素。 要求掌握的公式(包括其推导过程和推导过程中涉及的相关公式)： 9圆球Stokes公式； 9圆球紊流区公式； 9圆球过渡区公式（即通式）。 第4章：推移质运动 要求掌握的定义和原理：推移质和悬移质；两者区别及交换；泥沙的起动条件及表达方式；圆球颗粒起动的三种方式；Shields曲线特点；粘性泥沙颗粒起动的特 点。Shields数定义式；泥沙止动条件；泥沙扬动条件；沙波床面形态发展阶段； 床面阻力和河岸阻力；沙粒阻力与沙波阻力；分割水力半径的物理意义；分割能 坡的物理意义。推移质输沙率及单宽推移质输沙率的定义；对于均匀沙的推移质 输沙率，有哪些研究途径，各种研究途径的的基本思路如何。 要求掌握的公式(包括其推导过程和推导过程中涉及的相关公式)： 9无粘性均匀沙泥沙颗粒滑动起动的临界条件表达式； 9无粘性均匀沙泥沙颗粒滚动起动的临界条件表达式； 9对于均匀沙情况，采用不同研究途径建立的推移质输沙率公式中，各表达了何种物理含义。 第5章：悬移质运动 要求掌握的定义和原理：床沙质和冲泻质及其划分；紊动扩散作用；施密特方程； 悬移质含沙量定义；悬浮指标表达式及其数值的含义；Rouse方程假定不足及适用
河流动力学第一章
1.1试分析人工或天然水系中所谓的“死水”和“活水”是否属于动态系统。他们是封闭系统还是开放系统？举例说明本校校园内的人工湖泊、河流属于何种系统。 答：封闭系统与外部环境只有热量交换，开放系统与外部环境既有热量交换又有物质交换。所以“死水”和“活水”都是开放系统，因为它们两者都与大气层有物质交换，都会蒸发失去部分水，或因降雨得到一些水。本校人工湖泊、河流分别属于所谓的“死水”和“活水”，因此他们都是开放系统。 1.2若一个封闭水体与外部环境只有能量交换（太阳能辐射），而没有物质交换（水量的流入流出），试分析水体的演变趋势。考虑两种初始条件：①水体十分纯净，没有任何营养物和微生物；②受到污染的水体，有大量营养物和微生物存在。 答：①若水体十分纯净，没有任何营养物质和微生物，那么水体不会变化。 ②若水体污染，有大量营养物质和微生物，那么微生物因为有营养物质会大量繁殖，会进一步加重水体的污染。 1.3仿照图1-1的例子，是举出更多的实例说明什么是不稳定、亚稳定和平衡状态。 答：例如一本书一小部分露出桌面处于亚稳定；当有一半露出桌面，稍微用点力就会掉时处于不稳定状态；当书掉在地上，不再动，处于平衡状态。 1.4简要说明水文系统所包含的子系统，并指出我国大陆地
区常见的子系统。 答：①水文系统是地球上最大、最复杂的动态系统之一，其中包含了同样复杂的多个子系统。包括：大气层——海洋系统、坡面系统、河流系统、海岸线系统、冰川系统、地下水系统、风成沉积系统。 ②我国大陆最常见的子系统为坡面系统‘ 1.5在泥沙问题的研究种所采用的时间尺度有几种？她们各适用于什么学科和什么问题的研究？ 答：有三种。地质旋回过程中所对应的空间尺度为大陆板块或大地构造单元（如平原、高原等），时间尺度以百万年计，称为地质学时间尺度或地质学时标；在现代河流地貌学中，研究问题时采用的时间尺度为数千年至数十万年；在实际工程中，考虑问题所用的工程学时间尺度为数天至数百年。三者依次适用于地质、地貌学体系与水力学和河流动力学研究体系。
河流动力学复习
第一章绪论 考核内容为学科的发展概况、课程的内容及学习任务。 1、了解河流动力学发展的历史；认识水流～泥沙～水电工程可持续发展间的相互关系。 2、了解水流运动与泥沙运动的重要性； 3、理解课程的任务与特点； 4、了解课程的主要内容。 考核知识点： 1、河流动力学的任务 2、水流～泥沙～水电工程可持续发展间的相互关系 3、河流动力学的研究方法及特点 第二章河流动力学基本概念 考核内容为河流动力学基本概念 1. 河道水流的基本特性:二相性、非恒定性、三维性、非均匀性 2. 水沙运动的不平衡性 3. 河道水流的水流结构及阻力损失 考核知识点： 1、河道水流的基本特性 2、河道水流的水流结构及阻力损失 第三章泥沙特性 考核内容为泥沙的分类、泥沙的来源、泥沙的几何特性及泥沙的重力特性。 1. 泥沙的分类 2. 泥沙几何特性：粒径，级配曲线，特征值 3. 泥沙的重力特性：含沙量、浑水容重 考核知识点： 1、泥沙的分类 2、泥沙的几何特性及重力特性。 第四章泥沙的沉速 考核内容为泥沙沉速的定义、沉降过程中的三种状态、沉速公式、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。 考核知识点： 1、泥沙沉速的定义、沉速公式 2、影响沉速的主要因素、泥沙沉速的测定。 第五章泥沙的起动 考核内容为泥沙起动的物理机理，泥沙起动的物理现象及受力分析。 考核知识点： 1、均匀沙起动条件：力的表达式，散体及粘性泥沙的统一起动流速公式， 2、散体泥沙的起动拖曳力公式，止动与扬动流速。 第六章沙波运动与动床阻力 考核内容为沙波运动规律与动床阻力计算。 1. 沙波形态与运动状态，沙坡的发展过程及形成机理，床面形态判别标准，沙波尺度及其运行速度,推求推移质输沙率，沙波运动对河流的影响。 2. 动床阻力：河床与河岸阻力划分，沙粒与沙波阻力的划分，动床阻力的计算。 考核知识点： 1. 沙坡的发展过程及形成机理，床面形态判别标准，沙波运动对河流的影响。
河流动力学课后习题答案第一章
1.1试分析人工或天然水系中所谓的“死水”或“活水”是否属于动态系统。它们是封闭系 统还是开放系统？举例说明本校园内的人工河流、湖泊属于何种系统？ 答：“死水”或“活水”属于动态系统，“死水”是封闭系统，“活水”是开放系统。校园内的人工河流、湖泊与外部环境既交换热量又交换物质，是开放系统。 1.2若一个封闭水体与外部环境只有能量交换（太阳能辐射），而没有物质交换（水量的流 入流出），试分析水体的演变趋势。考虑两种初始条件：①水体十分纯净，没有任何营养物和微生物；②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。 答：①水体十分纯净，封闭的水体不会发生变化。 ②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。在水体中会有微生物大量繁殖，水体 会进一步污染恶化。 1.3仿照图1-1的例子，试举出更多的实例什么是不稳定、亚稳定和平衡状态。 答：一个圆锥体，以其尖端竖立在一个平面上，这些物体都处于不稳定状态。翻倒后，处于亚稳定状态，一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时，这些物体才会静止不动处于稳定状态。 1.4简要说明水文系统所包含的子系统，并指出我国大陆地区常见的子系统。 答：水文系统包含：1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统5、冰川系统6、地下水系统7、风成沉积系统 常见的有1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统6、地下水系统7、风成沉积系统 1.5在泥沙问题的研究中所采用的时间尺度有几种？它们适用于什么学科和什么问题的研 究？ 答：三种。 地质学时间尺度以百万年计，研究地质旋回过程。 现代河流地貌学时间尺度为数十年至数十万年，研究侵蚀旋回。 工程学时间尺度为数天至数百年，降雨和水流与流域坡地、河道边界或人工建筑的相互作用及相应的演变过程。
上海海事大学河流动力学复习资料学习资料
上海海事大学河流动力学复习资料
河流动力学 第一章泥沙特性 1、等容粒径：体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。 设某一颗泥沙体积为V ，则等容粒径3/1)6(πV D = 泥沙粒径可用长轴a ，中轴b ，短轴c 的算术平均值表示)(3 1c b a D ++= 假设成椭球体，用几何平均值表示3abc D = 2、粒配曲线的作法：(图1-1 p6) ①通过颗粒分析（包括筛分和水析），求出沙样中各种粒径泥沙的重量 ②算出小于各种粒径的泥沙总重量 ③在半对数坐标纸上，将泥沙粒径D 绘于横坐标（对数分格）上，小于该粒径的泥沙在全部沙样中所占重量的百分数p 绘于纵坐标（普通分格）上，绘出的D~p 关系曲线即为所求的粒配曲线。 3、粒配曲线特点 曲线坡度越陡，表示沙样内颗粒组成越均匀，反之，不均匀。 4、粒配曲线特征值 1）中值粒径50D ：是常用的特征值，它表示大于和小于该种粒径的泥沙重量各占沙样总重量的50%，即粒配曲线的纵坐标上找出p=50%，其对应的横坐标即为50D 2）平均粒径50D ：是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。即粒配曲线的纵坐标（p ）按其变化情况分成若干组，并在横坐标（D ）上定出各组泥沙相应的上、下限粒径min max D D 和
以及各组泥沙在整个沙样中所占重量百分数i p ?，然后求出各组泥沙的平均粒径 3 2min max min max i min max D D D D D D D D i +++=+=或 ∑∑==??=n i i n i i i m p p D D 11 n —为划分组数； 2502 σe D D m =，其中σ—沙样粒径分配的均方差，9 .151.84ln D D =σ 当σ为零时，沙样均匀，50D D m =，一般沙样不均匀，σ总是大于零，因此，通常50D D m > 3）分选系数（非均匀系数）25 750D D S = ，若0S =1，则沙样非常均匀，越>1，则越不均匀。 5、影响泥沙的孔隙率的因素 ①沙粒的大小 ②均匀度 ③沙粒的形状 ④沉积的情况 ⑤沉积后受力大小 ⑥历时长短 泥沙越细，孔隙率越大；泥沙越均匀，孔隙率越大；越接近球体，孔隙率越大。 6、颗粒比表面积：颗粒表面积与其体积之比，对于球体，其表面积D D D 66 32==ππσ 颗粒比表面积间接地反映了颗粒受到的物理化学作用于重力作用的相对大小。