治沙及工程泥沙作业.doc

第一次作业1、试述山区河流和平原河流有何区别？答：平原河流（1）形成及特征：是多条支流汇集、由河流在本身堆积形成的河床冲积层中流过形成。集水面积大，汇流时间长，坡降比小。（2）平面形态：分叉形及游荡形。断面形式分马鞍形及多叉形。山区河流：（1）形成及特征：起始于涓涓小溪及沼泽或湖泊。山区河流比降大，水流具有较强的挟沙能力，冲刷力强。（2）平面形态：顺直形及弯曲形。断面形式为抛物线形及不对称三角形。2、解释下列名词河流：是地球水系的重要组成部分，是大自然中一个复杂的动态系统。河漫滩：在汛期经常被洪水淹没，在中、枯水期露出水面的沙滩。浅滩：在中水期露出水面的沙滩称为浅滩。边滩：与河岸相连，枯水时露出水面的滩称为边滩。江心洲：位于河槽中部，滩面低于中水位的沙滩称为江心洲。3、河道水流有哪些基本特性？答：（1）一般特性：两相性、非恒定性、三维性。（2）紊动特性。4、河流泥沙的粒径如何确定？答：可以通过筛分法或计算确定。5、什么叫泥沙的干容重？影响干容重的因素有哪些？如何影响？答：（1）干容重：泥沙在干状态下的重量。（2）泥沙粒径的组成、埋深、和淤积历时、淤积环境和水文条件。(3)粗颗粒泥沙的干密度大，变化范围小，而细颗粒泥沙的干密度小，变化范围大。其原因是泥沙的空隙率与粒径有关。细颗粒沙在沉积过程中呈蜂窝状结构，空隙较大，具有较大的可压缩性。随淤积深度的增加和淤积历时的延长，上层压力增大，空隙中水分被挤出，泥沙越密实，最终趋向稳定状态。6、什么叫沉速？计算沉速的基本原理是什么？影响沉速的主要因素是什么？答：（1）沉速是指单颗粒泥沙在静止的无限大清水中匀速下降的速度。（2）泥沙颗粒在自由下落的速度减去水的阻力。（3）泥颗粒的形状、水的温度、水质对沙沉降的影响和絮凝现象、含沙量。第二次作业题：1、河道宽B=200m,h=3m,床沙均匀，d=2.0mm,Q=360m3/s,问河床是否稳定？如果在河道上修围堰后，河宽变为b=150m,问河床是否稳定？如果发生冲刷，试确定冲刷终止时的水深。解：（1）计算垂线平均流速：根据沙莫夫公式求起动流速：因为UUc，所以修建围堰前河床是稳定的。（2）修建围堰后水流条件发生了变化，即：，UUc，所以河床将发生冲刷。（3）计算修建围堰后的冲刷深度h0：，在冲刷终止时河道内的水深为3.38m。2、试比较推移质和悬移质，床沙质和冲泻质。答：推移质是在河床表面滚动、滑动或跃移前进的泥沙。悬移质是脱离床面悬浮在水中的泥沙，它跟随水流一起向下游运动。床沙是悬移质中较粗的部分，在河床上大量存在。冲泻质是悬移质中较细的泥沙，在河床上几乎不存在。3、悬移质泥沙沿垂线分布有何特点？高含沙水流有哪些主要特性？答：（1）当悬移质的的重力作用大于紊动扩散时，泥沙下沉多于上浮，沿铅垂方向自上而下呈增加状态。当紊动扩散超过重力作用时，泥沙上浮多于下沉，水体中含沙量逐渐增加，悬移质沿垂线方向趋于均匀。（2）高含沙水流具有流变特性、沉降特性、流动牲、阻力特性、输沙特性。4、什么叫水流挟沙力？研究水流挟沙力有何意义？答：（1）水流挟沙力指在一定水流和泥沙组成的条件下，水流能挟带悬移质中床沙的能力。（2）研究挟沙力是确定河段是否输沙平衡，是河床发生淤积还是发生冲刷。5、什么叫异重流？它有哪些特点？答：两种密度不同的流体因密度差异而产生的相对流动而不发生整体掺混的现象。特点：异重流又与一般明渠水流运动有许多不同的特点，如较易出现急流流态，能方便地越过障碍物和爬高等。6、什么叫河道演变？河道演变分为哪几类？答：（1）输沙不平衡引起的河床冲淤变形，改变了水流挟沙条件，从而也导致水流输沙能力的改变。在一定的条件下，这种改变总是朝着恢复输沙平衡、使河床变形逐渐趋向终止的方向发展。（2）顺直型河道、弯曲型河道、分汊型河道、游荡型河道。7、某平原河流河段水深为 h=3.0m，来水流量为Q=300m3/s ，宽度为B=100m，来自上游的水流含沙量为s=2kg/m3，相应的悬移质泥沙沉速为w=1.02cm/s， k=0.15kg/m3，m=1.8。求：（1）判断该河段是否发生冲淤？（2）在来水来沙条件不发生变化的情况下，估计河道稳定后的水深h。解：（1）S=2kg/m3，ss* 所以河床淤积。（2）当河床稳定时，s=s*所以 H04=2.37m当河床稳定时水深为2.37m。8、河床演变形式划分为哪几类？影响河床演变的主要因素有哪些？答：(1)按河床的演变的空间特征分类：纵向变形和横向变形；时间特征分类：单向变形和复归性变形；演变影响的范围分类：长河段变型和短河段变形。(2)A、河段的来水量及变化过程。B、河段的来沙量、来沙组成及其变化情况。C、河段的河道坡降及其沿程变化情况。D、河段的河床形态及地质情况。9、什么叫河床的自动调整作用？答：输沙不平衡引起的河床冲淤变形，改变了水流挟沙条件，从而也导致水流输沙能力的改变。在一定条件下，这种改变总是朝着恢复输沙平衡、使河床变形逐渐趋向终止的方向发展。这就是河床自动调整原理。答：输沙不平衡引起的河床冲淤变形，改变了水流挟沙条件，从而也导致水流输沙能力的改变。在一定条件下，这种改变总是朝着恢复输沙平衡、使河床变形逐渐趋向终止的方向发展。这就是河床自动调整原理，也是反映河床演变规律的基本原理。第三次作业：1、从哪几个方面用资料对河床演变进行分析？答：河道平面变化分析、河道纵向变化分析及冲淤量估算、来水来沙资料分析。2、什么叫整治线？什么叫造床流量？答：（1）治导线又称整治线，它是河流经过整治以后，在设计流量下的平面轮廓线，也是整治工程临河面的边界线。是整治工程规划的重要内容，也是整治建筑物布置的依据。（2）河相关系对应的一某一特征流量称为造床流量，它是对河床形态影响最大的特征水流。3、什么是弯道水流动力轴线？弯道水流动力轴线有何特点？答：（1）主流线也称为水流动力轴线，是分析河道河势变化重要图线。（2）弯道段的主流线具有低水傍岸、高水居中、低水走弯、高水走滩的特点。4、顺直型、蜿蜒型、分叉型和游荡型河道分别有哪些演变规律？答：（1）顺直型河道演变规律：浅滩和深槽交替发生冲淤；两岸犬牙交错的浅滩和深槽会同步顺流下移；河床周期性展宽和缩窄。（2）蜿蜒型河道演变规律：凹岸崩退和凸岸淤长；弯道与过渡段不断交替冲淤；平面弯曲发展；裁弯取直、弯道消长。（3）分汊型河道演变规律：洲滩的移动与分合；汊道的兴衰与交替。（4）游荡型河道演变规律：滩槽交替冲淤的往复变形；具有宽、浅、散、乱的平面形态和运动特征，主流摆动不定，河势变化剧烈；宽窄相间的藕节状河形