河流动力学复习资料(河海大学).pdf

河流动力学复习资料(河海大学).pdf

《河流动力学复习资料(河海大学).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河流动力学复习资料(河海大学).pdf（5页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

09级级港航港航5班班崔超明崔超明河海大学河海大学1绪论绪论何谓河流动力学？

何谓河流动力学？

1.研究冲积河流2.自然状态影响3.人工建筑物影响研究的主要内容研究的主要内容：

1.水流结构2.泥沙运动3.河床演变（历史）4河床变形预测为何学习河流动力学？

为何学习河流动力学？

1.港口工程2.航道整治3.兴修水利枢纽：

水资源综合利用第一章第一章1.孔隙率的定义孔隙率的定义：

泥沙中孔隙的容积占沙样总容积的百分比2.影响孔隙率大小的主要因素影响孔隙率大小的主要因素：

1粒径的大小2.粒径的均匀程度3.形状的影响3.产生絮凝现象产生絮凝现象原因：

原因：

1.泥沙颗粒间分子引力相互吸引2.颗粒表面带同号电荷相互排斥定义：

定义：

分散的泥沙颗粒相互吸引，聚合成结构松散的絮团，聚合过程叫做絮凝絮凝4.淤泥（重要）淤泥（重要）：

粒径小于0.03mm，沉积后，经历液体、粘性体或固体等阶段，固结过程可延续多年的泥沙。

5.泥沙的干容重与干密度泥沙的干容重与干密度：

取未经扰动的原状沙洋，量出他的体积，在烘箱内经100只105温度下烘干，其重量与原状沙洋的体积之比。

6.干容重干容重影响因素影响因素：

1泥沙粒径：

颗粒越细其值越小；颗粒越细变幅越大2泥沙淤积厚度：

淤积深度越深干容重越大，变幅越小；3.淤积历时：

随着淤积历时的增加而增加，且变化较大，达到一定时间后趋于稳定。

7.沉速（沉降速度）：

沉速（沉降速度）：

单颗粒在无限大静止清水中匀速沉降下沉原因：

重力作用；所受阻力：

水流对颗粒的阻力；与泥沙颗粒粗细有关。

8.沙粒雷诺数沙粒雷诺数：

ReD=D/,判断三种沉降形式的主要指标；三种沉降形式：

层流区：

ReD1000过渡区：

ReD0.510009.泥沙的沉速泥沙的沉速（水电部规范公式）（水电部规范公式）层流区（D0.1mm）（斯托克斯公式）紊流区（D1.5mm）（岗恰洛夫公式）过渡区（0.15D1.5）（岗恰洛夫公式）、第二章第二章1.悬移质：

悬移质：

悬浮于水中，并在水流方向与水流以同样速度前进的泥沙2.推移质：

推移质：

在河底附近，以滚动、滑动、跳跃或层移形式前进，其速度远小于水流速度的泥沙3.推移质与悬移质间的差别推移质与悬移质间的差别：

1.运动规律不同：

受力不同；运动速度不同2.能量来源不同：

推移质直接消耗水流的机械能；悬移质仅消耗水流的紊动动能3.对河床作用不同4.泥沙的起动泥沙的起动：

随着水流条件的增强，泥沙颗粒由静止开始运动5.泥沙的起动条件泥沙的起动条件：

1起动流速2起动切应力3起动功率6.泥沙起动判别标准泥沙起动判别标准：

定性标准：

Kramer方法；定量标准：

窦国仁方法Krammer方法：

方法：

无泥沙运动：

静止；轻微的泥沙运动：

个别动，可数；中等强度泥沙运动：

少量动，不可计数；普遍的泥沙运动：

普遍动，床面变形7.推导公式的思路推导公式的思路分析受力条件，分析起动形式写出各力的表达式，列出平衡方程推导出泥沙起动的结构公式通过试验确定公式中的参数得到计算泥沙起动流速公式）126（92.177.6057.11812TDgDDgssss33222221）（2020DaWDaCFDaCFsguLLguDDgDugDuDWKDFKDFKSSLDcaCKaCKaKcLD02/120321221133mDhcmmmhmhgDUhDUmuhyUmuUmuhyuus）（）

（1）（11）（009级级港航港航5班班崔超明崔超明河海大学河海大学28.希尔兹曲线的特点希尔兹曲线的特点：

1曲线为马鞍型2床面处于光滑区3床面处于粗糙区9.临界粒径临界粒径：

存在某一粒径，大于该粒径时：

粒径越大，越难起动；小于该粒径时：

粒径越小，越难起动：

产生的原因1.近壁层流层对细颗粒泥沙的隐蔽作用2.细颗粒泥沙之间粘结力的作用10.沙波运动沙波运动：

推移质运动达到一定规模，床面起伏，泥沙颗粒在床面的集体运动特点：

迎水面：

较为平坦、背水面：

相对较陡11.平面形态：

平面形态：

四种带状（顺直）沙波：

少见，波峰线基本平行，且与流线垂直，或略斜交断续蛇曲（弯曲）状沙波：

常见波峰线不规则，时断时续，大致与水流平行新月形沙波：

常见，波峰线凸向上，波高与波长基本相等，排列整齐，呈鱼鳞状舌状沙波：

常见，波峰线凸向下，与新月形沙波类似12.沙波运动的两个重要现象沙波运动的两个重要现象：

1沙波对床沙的分选作用：

粗沙：

在背水面内落到谷底；细沙：

随负流上移，越细越上2粗沙运动的间歇性：

粗颗粒下沉，间歇13.沙波运动阶段沙波运动阶段：

静平整（a）沙纹（b）沙垄（c）过渡（d）动平整（e）沙浪（f）14.沙波产生的原因沙波产生的原因：

与河床组成及水流脉动有关；流体界面运动；15.沙波运动沙波运动：

1与推移质输沙率有关2对河道阻力有影响3影响河床演变16.推移质输沙率推移质输沙率：

不冲不淤输沙平衡状态，单位时间通过过水断面的推移质数量17:

.研究方法和途径研究方法和途径：

1以流速为主要参变数2以拖曳力为主要参变数3根据能量平衡观点4从统计法则考虑5按沙波运行规律分析列维公式：

单位：

kg,m,sD=0.2523mm沙莫夫公式：

单位：

kg,m,sD=0.200.73mmD=1365mm窦国仁公式：

单位：

kg,m,sC0=C/g1/218.gb与与U4成正比成正比：

流速（小变化）推移质输沙率（大变化）第三章第三章1.床沙质床沙质：

悬移质中较粗部分，绝大部分推移质来自相邻的上游河段，或本段河床特点：

造床质，与河床有交换，输沙能力与水流条件具有明确关系，冲淤变化2.冲泻质冲泻质：

悬移质中较细部分，极小部分推移质起源于上游流域冲蚀特点：

非造床质，与河床没有交换，输沙能力与水流条件没有明确关系，处于次饱和状态3.如何区分如何区分床沙质和冲泻质？

床沙质和冲泻质？

1.利用悬移质和床沙级配曲线2.取床沙级配曲线中的D5为划分界限4.扩散和重力作用的对比关系扩散和重力作用的对比关系重力占优：

下沉为主，淤积扩散占优：

悬浮能力增强，冲刷两者相当：

不冲不淤3041321413）（2.127）（95.0）（2ccbccbcbUUUUDCghDUUUUDghDgDUUUDg）我国计算结果偏大；（，）单位注意：

（，在中欧使用好，精度高，考虑因素多特点：

试验资料范围广贡献）的水流拖曳力对输沙有式中（仅沙粒阻力有关梅叶彼得公式21,261125.0）（047.0236190212323smthJnnDngDhJnngsssb09级级港航港航5班班崔超明崔超明河海大学河海大学35.悬浮指标（悬浮指标（z=/U*）反应了重力与紊动U*间的对比：

z小紊动作用强分布均匀；z大重力作用大分布不均匀；z=5作为悬浮临界判别值6.扩散理论扩散理论三个假定三个假定：

y=m，泥沙扩散与紊动交换相同对数流速分布，0.4，清浑相同单颗粒的静动水相同：

一般没问题7.扩散理论扩散理论没有考虑没有考虑：

1泥沙颗粒对水团的作用2泥沙悬浮对水流的影响3泥沙扩散与动量扩散的差别4没有考虑泥沙颗粒之间的相互碰撞8.悬移质输沙率：

悬移质输沙率：

一定的水流与河床组成条件下，水流在单位时间内通过河段下泄，所能挟带的悬移质中床沙质的数量。

9.实际输沙和挟沙能力实际输沙和挟沙能力：

两者通常是有差异的；前者大：

超饱和状态，淤积；前者小：

次饱和状态，冲刷；悬移质输沙率：

不冲不淤，水流处于饱和。

10河床变化趋势河床变化趋势：

不冲不淤或饱和状态是水流变化的方向超饱和淤积含沙量减少饱和状态次饱和冲刷含沙量增加饱和状态11.总输沙率总输沙率：

在一定的水流与河床组成条件下，单位时间内，通过河段（断面）能够下泄的沙量名称：

总输沙率：

水流输沙能力，水流挟沙能力，水流挟沙力床沙质总输沙率：

不含冲泻质全沙总输沙率：

包括冲泻质第四章第四章1.何谓异重流何谓异重流：

两种密度相差不大、可以相混的液体，在条件适宜时因密度差异而产生的相对运动，各层流体在运动中基本保持原来的面貌，即使在交界面上有紊动也不会发生混合。

2.减少河渠异重流的措施减少河渠异重流的措施合理平面规划和选择尺度船闸、引航道布在凹岸港池口门指向下游，口门轴线与主流交角窄口门、口门内适当扩大口门水深尽量不加大采取工程措施小股外泄水流流向口门设置防淤帘等合理安排疏浚时间和顺序第五章第五章1.河床演变河床演变：

河床在自然条件或受人工建筑物影响而发生的变化水流、泥沙与河床形态相互作用的反映2.演变特征演变特征：

一定的河床形态和组成相适应的的水流；一定的河床形态和组成相适应的的输沙率3.河床变形分类河床变形分类：

从演变形式分纵向变形和横向变形从河道演变的发展过程单向和复归性4.河床演变的基本原理：

河床演变的基本原理：

1造成演变的主要原因：

输沙不平衡2河道变形的发展方向：

使得变形停止3平衡是暂时的，不平衡是永恒的09.001.01.01100006103200悬移质中床底沙沙质推移质；：

全部近底泥沙：

止动流速，式中：

窦国仁公式：

KKKKUghngCCgUUUCKgcSSb09级级港航港航5班班崔超明崔超明河海大学河海大学45.影响河床演变的主要因素影响河床演变的主要因素：

河段的来水量及其过程河段的来沙量、来沙组成及其变化过程河段的河谷比降河段的河床形态及地质情况主要物理含义主要物理含义：

前三者决定水流泥沙条件，反映输沙不平衡，这些因素难以人工控制后者决定着河床条件，可以进行人工改变，也是我们进行航道整治的依据6.山区河流水流特征山区河流水流特征：

洪峰暴涨暴落；流量水位变幅大；中水历时不长7.弯道的水流特征弯道的水流特征：

1边界影响：

水流作曲线运动2离心力作用：

水面产生横比降3封闭环流：

表层向凹，底层向凸4螺旋流：

纵向水流环状水流8.弯道环流弯道环流：

u自水面减少；离心力相应减少；压力差常量；合力上正下负导致横向环流9.弯道水流动力轴线弯道水流动力轴线：

水流动力轴线：

各断面垂线最大平均流速的连线，反映水流最大动量所在位置。

在弯顶稍上部分，主流逼近凹岸，顶冲点主流：

低水傍岸，高水居中顶冲点：

低水上提，高水下挫10.弯道的泥沙运动弯道的泥沙运动悬移质运动：

横向环流：

上凹，下凸；环流旋度：

近底处最大，中间越小；含沙量：

上稀下浓凹清凸浑推移质运动：

同岸输移，异岸输移；推移质运动的成带性11.弯曲河段的演变：

弯曲河段的演变：

凹岸崩退，凸岸淤长；河湾发展、河线蠕动；裁弯取直、河湾消长撇弯切滩第六章1.河口的定义河口的定义：

河口区是指河流与受水水体的结合地段河口口门：

河口口门：

河口段多年平均中潮位水面纵坡降线与平均海平面的交点潮流界：

潮流界：

潮水停止倒灌的地点潮区界：

潮区界：

潮差为零的地点2.潮汐河口分段：

潮汐河口分段：

1河流近口段：

潮区界至潮流界，潮位有涨落变化，水流为单向流动2河流河口段：

潮流界至口门，水流为双向水流3口外海滨段：

口门至水下三角洲的前缘急坡，海水为主，受潮汐、波浪、海流影响。

3.按河口形态特征按河口形态特征：

三角港河口：

河口平面外形呈喇叭口或漏斗形状河流来沙少，潮流作用强钱塘江河口，英国泰晤士河河口三角洲河口：

河口形成许多放射状的汊道河流来沙量较大，潮汐不是很强黄河、长江、多瑙河、密西西比河4.按河口区的动力和来沙特征按河口区的动力和来沙特征：

强潮海相河口：

潮流为主，钱塘江弱潮陆相河口：

径流为主，黄河口湖源海相河口：

黄浦江陆海双向河口：

径潮相当，长江09级级港航港航5班班崔超明崔超明河海大学河海大学55.按潮汐强弱按潮汐强弱：

强潮河口：

潮差大于4.0m中潮河口：

潮差2.04.0m弱潮河口：

潮差小于2.0m6.河口的潮波及潮流河口的潮波及潮流受外海潮汐影响，河口处水面成周期性升降潮波周期总是较长，波长可达数百公里潮波的传播是非恒定流潮波进入河口后继续向上游传播河口区潮流的强弱可以用进潮量来衡量7.河口区潮波出现变形河口区潮波出现变形：

潮差的变化涨落潮历时不对称潮流速和潮位过程线出现相位差盐淡水混合对河口区水流和泥沙运动影响影响河口区水流流速分布影响河口区泥沙运动8.河口泥沙的来源河口泥沙的来源：

1陆域来沙2河流来沙3海域来沙9.泥沙的絮散泥沙的絮散：

絮凝团分散成较细颗粒泥沙的现象.10.泥沙的团聚泥沙的团聚：

悬浮物质泥沙经海洋生物脏腑作用，细颗粒泥沙相互粘结形成较大团粒11.拦门沙拦门沙：

一般入海河口的纵剖面上都有明显的隆起部分，位于口门内称沙坎，位于口门或外，称拦门沙12.拦门沙的形成条件拦门沙的形成条件：

边界条件：

平面外形，影响纳潮量和泥沙来沙条件：

包括来沙的方向和数量来水条件：

径流和潮流的相对强弱，山潮水比