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1、有效容重系数（有效密度系数）泥沙在水中运动状态，既与泥沙容重有关，又与水的容重有关，在分析计算时，常出现相对数值，为简便起见，令：常取a=。干容重单位体积沙样经过100105温度烘干后，其重量与原状沙样整个体积的比值，称为泥沙的干容重。符号：单位：N/m3，tf/m3，kgf/m3；浑水容重：单位体积浑水的重量，单位：含沙量：单位体积浑水中固体泥沙颗粒所占比例，水下休止角（）在静水中的泥沙，由于摩擦力的作用，可以形成一定的稳定的倾斜面，此面与水平面的交角称为泥沙的水下休止角。水下摩擦系数泥沙的水下休止角的正切值。（4）物理化学性质泥沙的物理化学性质主要指细颗粒泥沙的物理化学性质。由于细颗粒泥沙

2、的比表面积很大，有较强的吸附作用，故细颗粒泥沙表面的物理化学作用显得特别突出，从而对细颗粒泥沙的运动产生重要的影响。细颗粒泥沙因物理化学作用而具有粘性，又称为粘性泥沙，简称粘粒。细颗粒泥沙的物理化学作用的大小与颗粒的比表面积有关。2.泥沙粒径的表示方法有哪四种其中等容粒径如何计算1）等容粒径，2）筛分粒径（筛径），3）沉降粒径（沉径）测定泥沙颗粒的重量（或体积） 将泥沙看成椭球体，直接测量其长轴a、中轴b、短轴c 用其算术平均值表示粒径 用几何平均值表示粒径3.何为粒配曲线、中值粒径和平均粒径并掌握绘制方法。 粒配曲线：D50：中值粒径，小于该粒径和大于该粒径的泥沙颗粒各占50%。Dm：平均粒

3、径，即各粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值。 粒配曲线的绘制方法和过程：取样筛分，获取各粒经组Di 泥沙的重量；统计出小于和等于各粒经Di的沙重，并算出其占总重的百分比pi；准备半对数坐标纸（横坐标为对数分格，纵坐标是普通分格）；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Dp粒配曲线。4.何为干容重影响干容重的四个主要因素是什么干容重单位体积沙样经过100105温度烘干后，其重量与原状沙样整个体积的比值，称为泥沙的干容重。影响干容重的主要因素：泥沙颗粒大小的影响：颗粒越大， gs越大，变化范围小；颗粒越小， gs越小，变化范围大。泥

4、沙淤积厚度的影响：淤积越厚，gs越大，变化范围越小；淤积越浅，gs越小，变化范围越大。泥沙淤积历时的影响：沉积越短，gs越小；沉积越长，gs越大，然后趋于稳定值；大颗粒稳定历时短，细颗粒稳定历时长。泥沙组成的影响：组成越均匀，孔隙率越大，gs越小，组成越不均匀，孔隙率越小，gs越大。5.泥沙一般分哪三种沉降状态采用什么方法判断并掌握球体层流、紊流状态的沉降公式。6.什么是比表面积其物理意义是什么 定义泥沙颗粒的表面积与其体积之比。2）比表面积的意义：颗粒越小，比表面积越大；反映泥沙颗粒的物化作用与重力作用的相对大小，其值越大，物化作用就越大。7.什么是絮凝现象粗颗粒会发生絮凝现象吗 细颗粒泥沙

5、在一定条件（水质中含有较多的细颗粒泥沙，特别是再含有复杂的化学成分时）下彼此聚合的过程称为絮凝或絮凝作用。8.掌握容重、干容重、孔隙率之间的换算关系。干容重与孔隙率n的关系：9.影响天然泥沙沉速的因素有哪些泥沙颗粒形状，水质，含沙量，边界，水体紊动 第二章1. 何谓泥沙的起动受哪些因素的影响泥沙的起动：在一定的条件下，床面泥沙由静止转为运动的现象。当着眼于特定床面多颗泥沙的起动时，则除流速和拖曳力脉动外，还受颗粒的大小、形状及位置差异的影响2. 试推导对数型的起动流速公式。3. 何谓泥沙的起动条件实验室如何定性判别床面泥沙是否起动 泥沙的起动条件：当水流逐步加强到超过一定限度以后，床面的泥沙颗

6、粒开始脱离静止状态而进入运动状态；决定这一临界状态的水流条件称为泥沙的起动条件。起动条件可用起动流速或起动拖曳力表示 目前实验室将弱动即很少量的泥沙在运动作为泥沙起动的判别标准。4. 何谓起动拖曳力 起动拖曳力：为泥沙处于起动状态的床面剪切力。其值等于单位面积床面上的水体重量在水流方向的分力，即。水的容重；J坡降。5.设水深为h=，对d的泥沙颗粒，分别采用张瑞瑾公式、窦国仁公式和沙玉清公式计算临界起动平均流速值。1.什么是泥沙的沉速 沉速的定义：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。泥沙粒径一定，其沉降速度为一常数，又称水力粗度。用符号表示。定义的理解，应注意的几点：

7、 泥沙在水中沉降时所受作用力 泥沙在水中沉降特点 研究泥沙沉降的意义2.如何判别层流、紊流、过渡区这三种绕流状态 绕流雷诺数Re：绕流流动为层流。紊流区圆球沉速公式（Red103） 层流向紊流过渡区的圆球沉速公式在过渡区，圆球绕流阻力系数从与Re的线性关系（粘滞阻力为主），逐步变为与Re无关的常数（形状阻力为主）。3.试比较岗恰洛夫、沙玉清、张瑞瑾的泥沙沉速公式，说明在层流、紊流、过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不同4.论述含沙量对沉速的影响。5. 含沙量（含沙浓度）：单位浑水中所含的泥沙的数量。 对于水体中含较多粗颗粒泥沙：下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊动 浑水容重增加 沉速减小。 对于水

8、体中含较多细颗粒泥沙时：下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊动；浑水容重增加；浑水粘滞性增加；使得沉速减小；细颗粒泥沙和水中的电解质作用，将发生絮凝现象。含沙量较低（小于15kg/m3），形成互不相连的絮团，增大了颗粒粒径，造成沉速增加。含沙量进一步增大，絮团联成絮网结构，使得沉速大幅降低；含沙量对沉速的影响，取决于以上各因素的对比关系。5.用岗恰洛夫式、张瑞瑾式、沙玉清式分别计算粒径为d，的泥沙沉速，假定水温为20，运动粘滞系数为10-6m2/s。第4章：1.何谓推移质何谓悬移质它们各有什么特点 在床面附近，较粗颗粒的泥沙沿床面滑动、滚动、跳跃，甚至层移前进，经常与床沙彼此交换，前进速度远较水

9、流速度小，泥沙这种运动形式称为推移运动，这一类泥沙称为推移质泥沙，简称推移质.特点：间歇性，置换性，速度小，跳跃性，数量少，消耗时均能量 悬浮在水中运动，速度与水流速度基本相同的运动状态称为悬浮运动，这一类泥沙称为悬移质.速度大,悬浮性,置换性,数量多,消耗紊动能.2.了解推移质与悬移质的区别。 推移质与悬移质在物理本质上的区别：（1）运动规律不同:推移质：运动取决于泥沙跳离床面时的受力情况。悬移质：运动不仅取决于泥沙跳离床面时的受力情况，还受悬浮作用的影响。 能量来源不同:推移质消耗时均能量，悬移质消耗紊动能量。 对河床的作用不同：增加河床稳定性，影响河床颗粒本身。加大了水流的静水压力，可传

10、递到河床颗粒孔隙间的水体，影响河床颗粒间的水体。3.悬移质形成条件是什么 4.按泥沙颗粒大小和来源分有哪两种并简述其基本概念哪种起主要造床作用它们各有什么特点 可划分为冲泻质和床沙质；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。起造床作用。特点：粗颗粒，在床沙中大量存在悬移质中较细的一大部分以及推移质中的极少部分是床沙中很少或几乎不存在的，它们起源于上游的流域冲蚀，是被水流长途挟带输送到本河段的，因此称为冲泻质。冲泻质对河床冲淤变化（河床演变）影响不大，不参与造床，输沙率主要取决于上游。5.简述推移质悬移质与床沙质冲泄质命名的区别。 （1） 命名方式不同：推-悬：按运动方

11、式分 床-冲：按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分（2） 推移质床沙质，悬移质冲泻质：悬沙含有床沙质和冲泻质，只是冲泻质多，床沙质少；底沙也含有床沙质和冲泻质，只是冲泻质少，床沙质多。（3） 床沙质与冲泻质在一定条件下可以相互转换：同一粒径颗粒，在上游是冲泻质，在下游可能是床沙质；同一粒径颗粒，在洪水期是冲泻质，在枯水期可能是床沙质；在库区，床沙质的粒径会更小。6.何为水流挟沙力了解水流挟沙力与含沙量的关系。 水流挟沙力是指在一定的水流、泥沙及边界条件下（包括水流总流的平均流速、过水断面面积、水力半径、清水水流的比降、浑水水流的比降、泥沙沉速、水的密度、泥沙的密度和床面组成等边界条件） ，水流所能

12、挟带包括推移质和悬移质在内的全部沙量。含沙量挟沙力，河床发生淤积；-超饱和。含沙量Uc，泥沙开始运动，流速愈大，推移质输沙强度愈高。（2）以拖曳力为主要参数（梅叶彼德（Meyer-Peter）公式、阿克斯-怀特公式）基本思路：认为影响推移质输沙率（输沙强度）的主要因素是拖曳力，当拖曳力与起动拖曳力的差值愈大，推移质的输沙率也愈大。（3）根据能量平衡观点建立公式（Bagnold公式）基本观点：水流为维持泥沙处于推移质状态，必然要消耗一部分能量。（4）根据统计法则建立公式（Einstein公式）运动泥沙与床面泥沙的交换达到平衡，是指对于任何类型和大小的泥沙来说，在单位时间内，沉积在单位面积上的泥沙

13、颗粒数，应该等于同一面积中冲刷外移的泥沙颗粒数。3.何谓重力作用、紊动作用和紊动扩散作用。扩散作用与重力作用有什么区别 重力作用：泥沙比水重而向下沉降，使得水流含沙量在河底较大，水面较小，悬沙呈现上稀下浓的非均匀分布。重力作用使含沙量沿水深分布趋向不均匀化。紊动扩散作用：紊流作用同分子布朗运动引起的某物质从浓度高的地方向浓度低的地方不断迁移的分子扩散现象一样，因此称为紊动扩散作用。紊动作用：使悬沙由含沙量高的下层向含沙量低的上层传送。紊动作用使含沙量沿水深分布趋向均匀化。区别：紊动扩散作用使泥沙上浮，重力作用使泥沙下沉，含沙量沿水深部分由此二者相对作用的对比关系决定。重力作用占优势，泥沙下沉，

14、河床淤积；紊动扩散作用占优势，泥沙上浮，河床冲刷；二者作用相当时，河床不冲不淤，处于平衡状态.紊动扩散作用上浮的沙量和重力作用下沉的沙量在垂线上任一位置都相等，含沙量沿水深分布达到了平衡状态。悬移质上升之所以成为可能，是与含沙量具有上稀下浓的沿垂线梯度分不开的。在冲刷、淤积的过程中，沿垂线的含沙量梯度起着重要的调节作用。4.试解释扩散理论的计算公式、基本思路及其假定条件。5.悬浮指标的计算式及其物理意义是什么能利用悬浮指标的大小分析对含沙量沿水深分布的影响和判断推悬临界。 物理意义：表征重力作用与紊动扩散作用的相互对比关系，反映含沙量沿水深分布的均匀程度；z 越大，表明重力作用相对越强，分布越

15、不均匀；z 越小，表明紊动扩散作用相对越强，分布越均匀。当z4时，以悬浮形式运动的泥沙已为数很少，从实用观点来说，可以将z=5作为泥沙是否将从推移状态进人悬浮状态的临界判别值。6.何谓悬浮功何谓制紊作用 悬浮功：泥沙比水重，为维持泥沙在水中悬浮而不下沉，需要水流对泥沙作功将其托起，这部分功称为悬浮功。制紊作用：是指悬移质的存在将使水流的紊动减弱，水流的阻力损失减小7.理解张瑞谨悬移质挟沙力公式以及综合因子的物理意义。（PPT50）8.请简述Einstein推导悬移质输沙率公式的基本思路。（PPT45）9.何谓悬移质输沙率、悬移质单宽输沙率试述研究悬移质输沙率的理论思路。 悬移质输沙率GS*：河

16、床处于不冲不淤、水流含沙量处于饱和情况下，单位时间内通过河段下泄的悬移质（床沙质）泥沙量。 悬移质单宽输沙率gs：单位宽度内的悬移质输沙率。10. 某山区河流平均水深h，河宽B=，水力比降J，流速Us，泥沙平均粒径D。试用Meyer-Peter公式计算其单宽推移质输沙率。第7章1.何谓泥石流 泥石流（debris flow）是指在水流冲力和重力共同作用下的一种特殊侵蚀形式，也称为混合侵蚀（mixed erosion）。是多产生于山区的一种严重的地质灾难，常与滑坡同时发生。2.泥石流形成的基本条件是什么 （1）客观条件：泥石流的形成须同时具备以下三个基本条件：1）有利于贮集、运动和停淤的地形地貌

17、条件；2）有丰富的松散土石碎屑固体物质来源；3）短时间内可提供充足的水源和适当的激发因素。3.何谓水力侵蚀 在流域坡面和沟道的松散物质受到径流的片蚀、冲蚀和侵蚀作用，使固体物质不断参与泥石流的过程，即水力侵蚀过程。4.稀性泥石流与粘性泥石流存在哪些方面的差异粘性泥石流：以蠕动流滑动流成似层流的连续流或阵性流形态将流体搬运出沟。泥沙和水构成一相体，以整体方式搬运松散碎屑物质。2）稀性泥石流：以紊流连续流形态将流体搬运出沟。泥沙和水尚未构成一相体，而是两相体，以散体方式搬运松散碎屑物质 粘性泥石流含有大量的细粒粘土物质，固体物质占含量的4080%，水和泥沙、石块凝聚成粘稠的整体，粘性很大，密度大（

18、大于m3），浮托力强。当在流通中经过湾道或遇障碍物时，有明显的爬高和截弯取直作用。在堆积区不发生显着的散流，呈长舌状，堆积物表面坎坷，停积时无分选性。 稀性泥石流固体物质含量较少，一般为1040%，细粒物质少，不能形成粘稠的整体，在运动过程中，水泥浆速度远远大于石块的运动速度，石块以流动或跳动方式下泄，具有极强的冲刷力和下切能力。堆积体呈扇状散开，将原来的对积山切割成条条深沟，堆积后水泥浆逐渐散开，堆积物表面较平坦，结构松散，有一定的分选性。5.泥石流的防治措施主要有哪些 防治措施 水土保持措施：平整山坡、植树造林、修建谷坊、坡面排水等；泥石流形成区 拦挡措施：各种拦挡坝与坝群；泥石流流通区。

19、排导措施：排洪道、导流堤、停淤场。泥石流堆积区。生物措施包括：保护原生植被，培育植被，即种数植草，合理耕牧，形成并维持较优化的生态平衡。通过这些措施，可是流域坡面得到保护，减少松散物质的提供量和后动阻力。第八章 1.异重流的概念和分类。 两种或两种以上的流体互相接触，流体间有一定但较小的密度差异，如果其中一种流体沿着交界面的方向运动，在交界面以及其它特殊的局部处所，虽然不同流体间可能有一定程度的掺混现象发生，但是在运动过程中不会出现全局性的掺混现象，这种流动叫异重流。按成因及形状分类 温差异重流：因温差造床密度差异而引起的异重流；常出现在电站冷却水取水口，如被抽入冷却系统则影响冷却效率。 盐水

20、异重流：海水入侵河水，因盐水与清水的密度差异而引起的异重流；影响城市供水。 浑水异重流：水库、港池等因浑水与清水的比重差异引起的异重流；常影响库容和航运。（2）按出现位置分类 下异重流：较重的流体在较轻的流体下面运动；如入库浑水、盐水等异重流。 上异重流：较轻的流体在较重的流体上面运动；如温差、 入海浑水等异重流。 中异重流： 较重和较轻的流体之间存在第三种流体运动；如云层运动。2.形成异重流的物理本质是什么 不同流体间的密度差异3.简述异重流运动的三个主要特性。 异重流的重力作用显着减小； 异重流的惯性作用相对增强； 异重流的阻力作用十分突出。4.理解异重流运动方程，要形成异重均匀流，其底坡

21、应该比一般均匀流（大得多）。 二元恒定异重流运动方程：5.何谓盲肠河段 盲肠河段：一端与河道连通，而另一端封闭的河段。如挖入式港池、船闸引航道。6.了解盲肠河段泥沙的淤积过程。 1）具有形成异重流的条件：盲肠内：静水+清水；河道内：动水+浑水；密度差产生交界面压力差，外河道浑水由底部潜入盲肠河段，从而产生异重流。（2）异重流潜入盲肠河段沿程淤积异重流速度逐渐减慢，挟沙能力下降，浑水中的泥沙沿程沉淀，粗颗粒淤积在口门附近，较细颗粒沿程淤积在盲肠河段内部。（3）纵向环流使异重流循环往复地将泥沙输入盲肠河段。（4）立轴回流引起回流淤积，形成拦门沙口门处河道水流的切力作用使得交汇处形成立轴漩涡（回流）

22、，回流区将外河道主流与盲肠河段静水区隔离，主流含沙量大于回流区，水流紊动扩散作用使得泥沙由主流区进入回流区，较粗颗粒沉积在回流区，较细颗粒随浑水潜入盲肠段。第九章1.何谓风沙流 风通过自己的搬运能力，将地表疏松的沙粒纳入气流，并携带着一起运动，便形成风沙流。2.泥沙在风力作用下的运动方式有哪些 1）悬移：指粒径小而轻的砂粒，在其它砂粒的撞击和气流紊流的上举力作用下长期悬浮在空中，并被风运至远方的过程，称为悬移。（2）跃移：砂粒被风起动后，风力可以把它加速至接近风速，并可使其跃入空中，在重力作用下，它又可以以抛物线的方式落到地面，与地面撞击后又重新跳入空中，这样反复跳跃不断前进的方式，称跃移。（

23、3）推移（蠕移）：沙层表面的砂粒和细砾在砂粒的冲击下，部分被推动或以滚动方式缓慢向前移动的过程称为推移（蠕移） 。3.何谓风沙流结构气流中所搬运的沙子在搬运层内随高度的分布，称为风沙流结构。4.了解空中风沙颗粒相互碰撞的方式。 空中顶碰：下降颗粒受到上升颗粒的顶撞，以更大的角度上升，但上升颗粒受压抑而转为下降。空中切碰：两个上升颗粒或两个下降颗粒相互切碰后，受益的一方以更大的角度和速度上升，受损的一方下降。空中俘获：较快下降的大颗粒俘获了较慢上升的小颗粒。大颗粒被顶后运动轨迹向前平移一点，而小颗粒跟着大颗粒向下运动几步后，由于惯性力的作用继续沿原轨迹运动。5.了解颗粒旋转的原因。 颗粒表面摩擦

24、力矩和运动阻力矩作用下，不管颗粒作滚动或滑动，都将是在旋转中前进。下降颗粒对地表颗粒的偏心碰撞，使颗粒起跳后作旋转运动。空中运动颗粒之间的相互碰撞，使颗粒旋转运动的旋转轴和旋转形式发生变化，从而使风沙流中沙粒的旋转运动轴的走向和旋转形式更加多变和多样化。颗粒在空中的相互碰撞作用对于大颗粒以及高浓度情况才稍微明显。气流涡体切变的变形作用促进沙颗粒作旋转运动。6.了解风沙影响输沙率的因素。 风力：风速越大，输沙率也越大。沙粒大小：细沙（粒径）的起动风速小于粗沙的起动风速。相同风速条件下，细沙输沙率大于粗沙的输沙率。地面粗糙度：粗糙度对输沙率的影响，在于其强烈影响沙粒临界摩阻速度，进而影响输沙率。地面斜度（坡度）：影响沙粒起动。湿度：由于沙粒湿润时，沙粒间粘结力增大，起动风速随之增大。植被盖度：植被可以消弱地表风力，植物根系对沙子有一定的