河流动力学复习

1.河流动力学主要内容：水流结构、泥沙运动、河床演变。

2.等容粒径：体积与泥沙颗粒相等的球体的直径 d=(6V/π)1/3

3.干密度：从自然界中取得的原状泥沙，经过100~105°C的温度烘干后，其质量与原泥沙整体体积的比

值。

4.干密度主要受泥沙粒径、淤积厚度、淤积历时等因素的影响。

1)泥沙粒径：组成越均匀、粒径越大的泥沙沉积下来的干密度较大；

2)淤积厚度：泥沙淤积物埋深越深，压实越明显，干密度也越大；

3)淤积历时：泥沙干密度随淤积历时的增加而趋于一个稳定值。

5.泥沙沉降速度：指单颗泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度，简称沉速。

6.影响泥沙颗粒沉降速度的原因：颗粒形状、边壁条件、含沙浓度、紊动、絮凝等。

7.泥沙的起动：在具有一定泥沙组成的床面上，逐渐增加水流强度，直到使床面泥沙由静止转入运动，这

种现象叫做~

8.希尔兹起动拖曳力公式：

9.沙波：当水流强度达到一定程度、河床表面推移质泥沙运动达到一定规模时，河床表面会表现起伏不平

但又看似规则的波浪状形态，称为~

10.沙波运动：在沙波的迎流面，由于水流流速沿程递增，泥沙发生冲刷；在沙波的背流面，受横轴环流的

影响，泥沙发生淤积，沙波迎流面冲刷，背流面淤积的综合结果，形成整个沙波向下游“爬行”的运动态势，称之为沙波运动。

11.沙波的发展过程：沙纹，沙垄，过渡、动平整，沙浪，急滩与深潭。

12.动床阻力（水流作用在河床床面上的剪切力）分为：沙粒阻力，沙波阻力

13.边界阻力

14.推移质：在河流床面附近以滚动、滑动、跳跃和层移等方式运动的泥沙为推移质。

15.推移质运动形式：接触质、跃移质、层移质

16.均匀沙推移质输沙率公式：

1)以流速为主要参变数的推移质输沙率公式

认为影响推移质输沙率强度的主要水利因素是水流流速，流速越大，则推移质输沙率越大。

2)以拖曳力为主要参变数，在大量试验资料基础上建立的推移质输沙率公式

推移质输沙率主要决定于水流拖曳力，拖曳力愈大，则推移质输沙率愈大。

3)根据能量平衡观点建立的推移质输沙率公式

水流为维持泥沙处于推移状态，必然要消耗一部分有效能量，既然水流能耗与推移质运动有关，就可以从能量平衡观点来研究推移质输沙率。

4)根据统计法则建立的推移质输沙率公式

推移质运动，和床沙起动一样，也是一种随机现象。因而研究推移质运动规律若不考虑其随机性

质，就很难反映推移质过程的本质。根据统计法则探求推移质输沙率公式，成为从理论上研究推移质运动的一个重要流派。

17.悬移质：随水流浮游前进，其运移速度与水流速度基本相同的泥沙称为悬移质。

18.悬移质泥沙运动特点：

1)运动区域方面，推移质以滚动、滑动或跃移的形式运动，靠近河床，运动区域相对较小，悬移质则是

在整个水深中浮游前进。

2)运移速度方面，推移质一般是“走走停停”的，悬移质的运动速度则与水流速度接近。

19.悬移质运动主要是重力作用与紊动扩散作用二者综合作用的结果。

20.罗斯公式：

21.悬浮指标：是指代表了重力作用与紊动扩散作用的相互关系。重力作用通过ω来表达，紊动扩散作用通

过kU*表达。悬浮指标ω/ kU*越大，表示重力作用相对越强，悬移质难以悬浮，含沙量沿水深分布不均匀；反之，表示紊动扩散作用相对越强，悬移质可以得到充分悬浮，含沙量沿水深分布越均匀。

22.根据运动形式及性质的不同，可以把泥沙分为推移质和悬移质；而按照泥沙相对于河床组成的粗细及来

源的不同，运动泥沙又可分为床沙质和冲泻质。

23.床沙质：悬移质中较粗的那一部分泥沙是床沙中大量存在的，有充分的机会和床沙进行交换，因此称为

~

24.冲泻质：悬移质中较细的那一大部分以及推移质中的极小部分是床沙中很少或几乎不存在的，它们源于

上游的流域冲蚀，是被水流长途携带输送到本河段的，因~

25.水流挟沙力系：指在一定的水流及边界条件下，水流所能挟带并通过河段下泄的包括推移质和悬移质在

内的全部泥沙。

26.水流挟沙公式：

27.河床的自动调整作用：由水流挟沙公式，当来流含沙量大于S*时，河床将发生淤积，其结果使得断面平

均流速U增加，水深h减小，水力半径R减小，悬沙细化，因而沉速ω减小，其综合作用使得S*增加，逐渐趋向于S，即朝不淤的情况发展。当来流含沙量小于S*时，河床将发生冲刷，其结果使得断面平均流速U减小，水深h增加，水力半径R增加，悬沙粗化，因而沉速ω增加，其综合作用使得S*减小，逐渐趋向于S，即朝不冲的方向发展。

28.流域侵蚀：指在内外力共同作用下，流域内地表土层剥离、输移的过程，从而导致流域自然环境的改变

如地形起伏变化、水土资源质与量的改变等。

29.土壤侵蚀的影响因子：降雨侵蚀力，土壤可蚀及可冲性，坡面陡度及长度，地面覆盖度和土壤保持措施

等。

30.河床演变：指自然情况下及修建整治建筑物后河床发生的冲淤变化过程。

31.河道水流的基本性质：①二相流特性②三维性③不恒定性④非均匀性

32.环流运动特征：P123

33.河床演变分类：

1)长期变形和短期变形——按时间特征

2)单向变形和复归性变形

3)整体变形及局部变形——空间特征

4)纵向变形与横向变形——河床演变形式

5)自然变形和人为干扰变形

34.影响河床演变的主要因素：①进口条件②出口条件③河床周界条件

35.主要因素之间的关系：①三个因素有主有从，不能同等看待②相互联系，缺一不可③三个因素因时变化

36.河床演变的根本原因：河道水流的输沙不平衡的结果。

37.河相关系：能够自由发展的平原冲击河流的河床，在水流的长期作用下，有可能形成与所在河段具体条

件相适应的某种均衡的河床形态，这种均衡形态的有关因子（如水深、河宽、比降等）和表达来水来沙条件（如流量、含沙量、泥沙粒径等）及河床地质条件（在平原冲击河流中其本身的部分甚至整体往往又是来水来沙条件的函数）的特征物理量之间，常存在某种函数关系，这种函数关系称为~

38.造床流量：指其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的某一种流量。

39.环流的产生P141

40.弯道凹岸一侧的流速远大于凸岸一侧的流速。

41.弯道水流动力轴线的另一特点是，低水傍岸，高水居中，俗称低水走弯，高水走滩，这与水流动量及惯

性有关。

42.蜿蜒型河段演变现象分为两种：

1)一般演变：①平面变化②横向变化③纵向变化

2)突变：自然裁弯、撇弯、切滩现象

43.分汊河段水流运动最显著的特征是具有分流区和汇流区。