ch1 河道水流、泥沙特性2009.pptVIP

习题1 已知江西赣江棉津站1979年6月12日实测泥沙级配资料:(1)绘制悬移质和推移质的累积级配曲线；（2）分别确定悬移质和推移质的中值粒径，平均粒径dm,拣选系数，几何均方差。 悬移质 粒径mm 0.007 0.01 0.025 0.05 0.10 0.25 0.5 1.0 累计百分数P 24.7 31.9 48.9 63.7 90.0 95.6 99.2 100 推移质 粒径mm 0.10 0.25 0.50 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 累计百分数P 0.5 3.30 15.3 41.1 71.9 93.5 98.8 100 习题2 用规范公式和张瑞谨公式分别计算水温24 ℃ （相应ν＝0.01cm2/s)，粒径d分别为0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、10.0、20.0mm的沙粒的沉降速度，取 本章内容： 1、天然河道水流特性； 2、河流泥沙的来源及几何特性； 3、细颗粒泥沙的物理化学特性； 4、泥沙的重力特性； 5、泥沙的分类。 第一章：河道水流、泥沙基本特性 河流是河道和水流两部分相互作用下的水流泥沙运动。河道由泥土、沙砾、卵石和顽石等组成，统称为泥沙。 1、河道水流的两相性：水（连续介质）和沙（非连续介质的颗粒群体）。 （1）重力、（2）惯性力、（3）阻力 2、河道水流的三维性：河道断面不规则，顺直段很短，宽深比小，尤其是弯曲河流。 3、河道水流的非恒定性：来水来沙随时间变化；河床处于不断的变化中。 4、河道水流的非均匀性： 5、不平衡输沙； §1.1 河道水流基本特性 第一章：河道水流、泥沙基本特性 河道水流的流型：河道水流的雷诺数一般都比较大，其流型一般居于阻力平方区。 河道水流的主流与副流：主流（又称正流、元生流）是水流沿着河槽总方向的流动 。 与主流相对应的有副流（又称次生流）。如环流次生流：在比较顺直的河段中，当流量随时间变化剧烈时，常常产生微弱的环流。 分散流：河流涨水时，两岸 水位低于断面中间水位，产 生河底水流向两岸分散的两 个环流，两岸淤积，中间冲 刷。 集合流：河流退水时，产生 的向河底集聚的两个微弱环 流，两岸冲刷，中间淤积。 河湾水流：是河道中常见的 水流现象，一种三元流动。 实际是横向运动与纵向运动 结合的螺旋流。 不同情况下的环流结果 河道水流的流速分布 卡曼-普兰特尔（Th.von.Darman-L.Prandtl）对数流速分布公式 对数及反三角函数流速分布 指数公式 §1.2 河流泥沙的来源与几何特性 一、泥沙的来源 泥沙：指所有在流体中运动或受水流、风力、波浪、冰川及重力作用移动后沉积下来的固体颗粒碎屑（钱宁、1983）。粒径大小可差数十~数万倍。粒径大小一般变化在0.001~100.0mm 。 泥沙来源：主要来自岩石的风化，土壤侵蚀，火山喷发产生的火山灰、生物骨骼、贝壳分解及人类各种生产活动的废弃物。 河流泥沙的来源可以分为两类：一类是来自流域降雨形成的地面径流对地表的冲蚀，通常称为水土流失；另一类是从原河床沉积层冲刷起来的。河流泥沙在运动过程中与床沙相互交换，塑造了不断变化的河床形态。 按导致土壤侵蚀的外营力种类划分 在我国引起土壤侵蚀的外营力种类主要有水力、风力、重力、水力和重力的综合作用力、温度(由冻融作用而产生的作用力)作用力、冰川作用力、化学作用力等，因此土壤侵蚀类型就有水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、冰川侵蚀、混合侵蚀、化学侵蚀和生物侵蚀等类型。 水力侵蚀类型 冰川侵蚀类型 风力侵蚀类型 冻融侵蚀类型 重力侵蚀类型 土 壤 侵 蚀 类 型 混合侵蚀类型 化学侵蚀类型 生物侵蚀类型 流域地表水土流失的严重程度是用侵蚀模数M来表示的，它表示流域上每平方公里地面每年冲蚀的泥沙量。黄土高原的M大于1000t/(km2.a)。相当于地面每年普遍被冲走0.6mm以上厚的土层。陕北个别地区M高达10000t/(km2.a)。我国南方流域M一般100t/(km2.a)左右。 河流中泥沙的含量随区域水土流失情况的不同差异很大。黄河干支流河道实测最大含沙量达到1500kg/m3，平均为300kg/m3。 土壤侵蚀计算（USLE)： 影响土壤侵蚀的因素：分为自然因素和人类活动。 土壤侵蚀的危害表现为： （1）水资源和土壤资源恶化。年流失耕地表层土壤1cm，流失的养分相当于4000万t的化肥量。 （2）农田、耕地水沙为害。沟壑纵横切割造成耕地大面积破坏。 （3）对下游水系的危害。河床抬高，防洪能力下降，湖泊面积缩小，调蓄能力减小。 （4）流域内水库淤积、库容减少、水利设施效率降低。 二、泥沙颗粒的大小——粒径 1、