河流动力学_总结.doc

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，则等容粒径泥沙粒径可用长轴a，中轴b，短轴c的算术平均值表示假设成椭球体，用几何平均值表示2、粒配曲线的作法：(图1-1 p6)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算出小于各种粒径的泥沙总重量在半对数坐标纸上，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Dp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：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2）平均粒径：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、下限粒径以及各组泥沙在整个沙样中所占重量百分数，然后求出各组泥沙的平均粒径 n为划分组数；，其中沙样粒径分配的均方差， 当为零时，沙样均匀，一般沙样不均匀，总是大于零，因此，通常3）分选系数（非均匀系数），若=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沙粒的大小 均匀度 沙粒的形状 沉积的情况 沉积后受力大小 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。（细颗粒沙粒的比表面积很大，所以，细颗粒表面的物理化学作用明显特别突出，从而对泥沙运动产生重要的影响。）7、吸附层（固定层）：表面带负电荷的细颗粒泥沙在含有电解质的水中，由于静电引力作用，吸引水中反号电荷（带正电荷）的离子，这种被牢固吸附在紧邻颗粒表面周围的反离子层。扩散层：吸附层的离子电荷不足以平衡颗粒表面的全部电荷，因此在吸附层外还有一层与颗粒表面电荷异号的反离子层。双电层：颗粒表面离子层及其周围的反离子层（吸附层及扩散层）构成颗粒的双电层，双电层外属中性水。粘结水：在泥沙颗粒表面负电荷的作用下，靠近颗粒表面，在吸附层范围内的水分子便失去了自由活动的能力而整齐的、紧密地排列起来粘滞水：围绕在粘结水外面，在扩散层范围内的水分子因距颗粒表面较远，受到的引力较小，水分子的排列比较疏松，仅有轻微的定向。粘结水和粘滞水统称为束缚水。束缚水外的水分子几乎不再受静力引力作用，在重力作用下能自由流动，称为自由水。 如果水中电解质反离子浓度增加，反离子向颗粒表面挤压，吸附层中反离子数增多，可更有效地平衡颗粒表面电荷，双电层厚度也相应较小。所以容易发生絮凝。相反，当离子浓度增加，反离子向水中扩散，更多的反离子由吸附层进入扩散层，双电层厚度也相应增大。絮凝：细颗粒泥沙在一定条件下彼此聚合的过程8、泥沙的干容重（干密度）：取出经扰动的原状沙样，量出它的体积，然后在烘箱内经100150的温度烘干后，其重量（或质量）与原状沙样整个体积之比。9、干容重的影响因素？泥沙粒径：粒径较粗的泥沙干容重大，变化范围小；反之，粒径较细的泥沙干容重小，变化范围大。泥沙淤积厚度影响：泥沙的淤积深度越深，琪干容重越大，变化范围越小；反之，淤积深度越浅，其干容重越小，且变化幅度越大。淤积历时的影响：干容重 随淤积历时的增加而趋向于一个稳定值，较粗颗粒淤积历时不长，其干容重就趋向稳定，且初始干容重与最终干容重比较接近；而细颗粒泥沙趋向稳定所需的时间要长的多，初始干容重与最终干容重相差甚远。10、 泥沙沉速: 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，简称沉速。（泥沙沉速反映着泥沙在与水流相互作用时对机械运动的抗拒能力。沉速越大，则沉淀的倾向越强。因此，沉速是泥沙的重要特性之一。）11、 影响沉速的因素泥沙的形状，越接近球体，沉降越大，形状越扁平，越小，阻力系数越大，沉速越小。水质对沉速的影响，反映在絮凝，所有影响絮凝的因素均影响沉降。水质对沉降的影响主要是对D50%，则下泄流占优势；50%，则上溯流占优势；当=50%，净流程为零。算出各测站点各测点的值，将各测站点同一相对水深各测点的值绘制成对距离的关系曲线，即为优势流曲线。底层优势流曲线与50%坐标水平线的交点，即为滞留点的位置。7、按来源区分，河口区泥沙有陆沙、河沙和海沙。絮散：从外海进入河口区的泥沙一般已经发生絮凝。但当这些絮凝体经水流的紊动扩散作用而到达淡水区后，可能发生“絮散”现象，即由絮凝体分散成为较细颗粒的泥沙。团聚：细颗粒泥沙经过海洋生物的脏腑时，颗粒表面便吸附了脏腑分泌的粘液。于是细颗粒泥沙便相互粘结在一起，形成较大团粒，这就是团聚作用。8、泥沙运动的滞后现象与沉降时差和冲刷时差有关（1）、由于泥沙从水体中沉降落到河底需要一个过程，泥沙并不就在这个断面上沉降下来，而是向前运动一段距离才能落到河底，这段时差即沉降时差。（2）、当水流再次上升到止动流速时，泥沙仍停留床面不动，直到流速继续上升到超过启动流速时，泥沙才会进入运动状态，这段时差即冲刷时差。 （选择）9. 影响河口区河床演变的因素有来水、来沙和边界条件等三方面，通常水流作用居主导地位，但河口区的边界条件，如外形等，也有很大影响。第七章 河床变形计算1、河床变形是通过两个方面进行的一方面是通过床沙质来量和水流挟沙能力的对比关系使河床发生纵向的冲淤变化；另一方面是通过该河段河岸抗冲击力和水流冲刷力之间的对比关系使河流产生横向变形。