河流動力學(xué) 閉卷.doc

泥沙級配曲線粒配曲線：表示天然沙組成特性的曲線.繪制過程：取樣烘干篩分稱重點線求各種特征值（1）取樣篩分，獲取各粒經(jīng)組 Di 泥沙的重量；（2） 統(tǒng)計出小于和等于各粒經(jīng)Di 的沙重，并算出其占總重的百分比pi；（3）準(zhǔn)備半對數(shù)坐標(biāo)紙(橫坐標(biāo)為對數(shù)分格，縱坐標(biāo)是普通分格)；（4）以粒經(jīng)Di 為橫坐標(biāo)(對數(shù)坐標(biāo)，從大到小)，小于和等于粒經(jīng)Di 的沙重百分比pi 為縱坐標(biāo)(普通坐標(biāo))繪制Dp粒配曲線。.曲線坐標(biāo)：半對數(shù)坐標(biāo)粒配曲線反映的特性：可反映沙樣顆粒的大小和范圍；可反映沙樣組成的均勻程度。沙樣的特征粒徑（中值粒徑d50與算術(shù)平均粒徑dm關(guān)系？）粒徑：單個泥沙顆粒的大小1、等容粒徑：體積相當(dāng)?shù)那蝮w直徑；粗顆粒2、平均粒徑： 算術(shù)平均： 幾何平均；粗顆粒2、篩分粒徑：剛好能通過篩孔的粒徑；停留在D1，通過D2的平均粒徑；細(xì)顆粒 3、沉降粒徑：粒徑小于0.1mm。如：比重計法、粒徑計法、吸管法等。 沙樣組成(群體性)：(1)代表粒徑：中值粒徑:d50：級配曲線中p=50%對應(yīng)的粒徑。算術(shù)平均粒徑: Dm，幾何平均粒徑dmg （2）非均勻特性：揀選系數(shù)和均方差（幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差） 泥沙淤積物干容重的概念？影響淤積物干容重的因素?泥沙的重力特性：一、泥沙的容重與密度1、定義：泥沙顆粒單位體積的重量(T/m3、KN/m3)。 密實不含空隙的體積2、常見值范圍：2.552.75T/m3，通常取平均值2650kg/m3。3、有效比重：泥沙水下比重與水的比重之比，為無量剛值，a1.65。 水的比重1 000kg/m3 二、泥沙淤積物干容重沙樣烘干后（100-105的重量與原狀沙樣體積的比值。也稱干密度。由于泥沙顆粒存在孔隙，干容重一般小于個體顆粒的容重。在分析河床沖淤變化時，泥沙沖淤的重量必須通過泥沙的干容重?fù)Q算為泥沙沖淤體積。干容重變化為3001700kg/ m3，變化范圍較大。 影響干容重的主要因素有：粒徑，淤積歷時，埋藏的深度和環(huán)境等。渾水容重m與含沙量的關(guān)系？泥沙沉速概念沉速概念：單顆粒泥沙在無邊界影響的靜止的清水中勻速下沉的速度。符號：，又稱為 水力粗度。是泥沙的水力特性。實測資料表明，泥沙沉降的運動狀態(tài)與沙粒雷諾數(shù)有關(guān)。 沙粒雷諾數(shù)概念：Red= (繞流流體慣性力與粘滯力的對比) 泥沙沉降繞流阻力與沉降狀態(tài)關(guān)系？ 繞流阻力系數(shù)： 層流時Red1，床面再一次出現(xiàn)起伏形狀，稱為沙浪。沙浪縱剖面對稱。此時，床面上有大量泥沙作強度甚大的成層運動。沙浪的運動方向，與水流方向一致的叫順行沙浪，和水流方向相反的，叫逆行沙浪。 逆行沙波形成原因：因為這種沙波起伏很大，水流在經(jīng)過沙波的迎流面時，好像上坡一樣，負(fù)擔(dān)較大，把一部分泥沙卸了下來；而越過波峰下行時，又有余力沖走一部分泥沙。這樣每一顆泥沙雖然順著水流方向運動，但沙波作為一個整體卻是徐徐向上游后退，故稱為逆行沙波。h)、急灘和深潭：當(dāng)，床面出現(xiàn)急灘和深潭相間的特殊形態(tài)。急灘處為急流，強烈沖刷；深潭處為緩流，嚴(yán)重淤積。這種床面形態(tài)只有在陡峻的山區(qū)河流中才可能發(fā)生。 上述幾種床面形態(tài)，在沖積河流中出現(xiàn)的主要是沙紋和沙壟。河床阻力與河岸阻力的阻力疊加原理表達(dá)式、劃分方法及計算？ 沙粒阻力？沙波阻力？它們對輸沙的作用？1） 沙粒阻力：也稱表面阻力，是沙波迎水坡面土泥沙顆粒產(chǎn)生的阻力。由于動床的沙粒在水流作用下是可動的，因此動床沙粒阻力也與定床沙粒阻力不同。2） 沙波阻力 ：也稱形態(tài)阻力，是沙波背后水流分離，形成漩渦而產(chǎn)生的阻力，這部分阻力是定床阻力所沒有的，它隨著沙波的形態(tài)和尺度而改變。 對輸沙作用的影響：、在水流作用于床面的全部剪切力中，只有一部分直接作用于泥沙顆粒上，引發(fā)推移質(zhì)的運動和床面形態(tài)的變化(形成沙波)，即所謂的“沙粒阻力”，它是水流與顆粒本身直接作用的結(jié)果。、在床沙有運動但沒有沙波（動平整床面）的情況下沙粒阻力等于全部阻力、床面上有沙波時，則由沙粒阻力和沙波阻力共同構(gòu)成全部阻力。、沙波阻力引起的時均能量消耗對推移質(zhì)運動沒有貢獻(xiàn)，但轉(zhuǎn)化為紊動動能而支持了懸移質(zhì)的運動。沙粒阻力與沙波阻力的阻力疊加原理表達(dá)式？ 1、阻力疊加原理：沙粒阻力和沙波阻力是作用在同一周界上的兩個阻力單元，仍可采用阻力疊加原理。2、阻力的劃分：仍可采用能坡分割法、水力半徑分割法處理。不同床面形態(tài)對水流阻力的影響？沙波運動對河流的影響？1波運動是推移質(zhì)運動的主要形式，直接與推移質(zhì)輸沙率有關(guān)，通過實測沙波尺度與運動速度，可估算推移質(zhì)輸沙率2天然河流中沙波的發(fā)生、發(fā)展及其形態(tài)變化，對河道阻力損失的影響是很大的。（這是由于在沙峰下游往往形成平軸漩渦，從而助長紊動，大的沙波是形成大尺度紊動的根源之一，而大尺度紊動將直接影響水流的阻力損失。）3天然河流中的沙波運動對河道演變的影響是直接的，如果將天然河道中的泥沙成型淤積體（如邊灘、心灘等）看成大尺度沙波，則沙波運動對河道的演變有決定性的影響。綜上，沙波運動對河道水流結(jié)構(gòu)、河道阻力、泥沙運動及河床演變均有重要影響。沙波阻力是沖積河流阻力的主要組成部分之一； 沙波的發(fā)展有時會引起HQ關(guān)系異常；根據(jù)沙波形態(tài)和運動速度計算推移質(zhì)輸沙率。推移質(zhì)輸沙率概念？ 梅葉-彼得推移質(zhì)輸沙率公式為何引入沙粒阻力n?論證公式中分子項第二項的希爾茲0.047？均勻沙推移質(zhì)輸沙率各類公式采用的主要參數(shù)？非均勻推移質(zhì)輸沙率的處理方法？ 床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)概念？特性？懸沙垂線分布（ROUSE公式）推導(dǎo)中采用的假設(shè)?懸浮指標(biāo)概念及對含沙量垂線分布的影響? 熟練掌握ROUSE公式? 水流挾沙能力概念？張瑞謹(jǐn)水流挾沙力公式物理意義，參數(shù)特性？河床演變的概念？河床演變原理？運用該原理分析水庫沖淤？ 影響河床演變因素