河流泥沙运动形式PPT学习教案

1、会计学1河流泥沙运动形式河流泥沙运动形式第2页/共40页第1页/共40页3 河流泥沙的运动形式河流泥沙的运动形式3-1 床沙质与冲泄质 第3页/共40页第2页/共40页3-1 床沙质与冲泄质 一 、 问 题 的 提 出xe第三章 河流泥沙运动形式u床沙与运动沙颗粒级配分析床沙与运动沙颗粒级配分析床沙：床沙：粗沙多于细沙动沙：动沙：细沙多于粗沙组成：组成：动沙中某些较细的泥沙在床沙中几乎没有，似乎与床面没有发生交换，为什么？第4页/共40页第3页/共40页 D越大(0.03mm)， QsQ关系越强； D0.03mm)， QsQ关系越强；D0.01mm时，QsQ几乎没有关系。说明： D0.1mm时

2、，无论上游加多少沙， Qs几乎不变；D0.1mm时，无论上游加多少沙， Qs几乎不变； D0.1mm时， Qs由水流条件确定； D0.06mm时， Qs由上游加沙量确定。3-1 床沙质与冲泄质 一 、 问 题 的 提 出第三章 河流泥沙运动形式第8页/共40页第7页/共40页3-1 床沙质与冲泄质 二 、 床 沙 质 与 冲 泄 质 的 概 念第三章 河流泥沙运动形式第9页/共40页第8页/共40页3-1 床沙质与冲泄质 二 、 床 沙 质 与 冲 泄 质 的 概 念第三章 河流泥沙运动形式第10页/共40页第9页/共40页3-1 床沙质与冲泄质 推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念第三章

3、河流泥沙运动形式河床层移区床面层悬水静止河床层移质运动接触质跃移质悬移质运动运动推移质运动悬移质运动跃移质接触质推移质运动床面层跃移质接触质推移质运动床面层水河床静止河床（床沙）接触质运动推移质运动(a)(b)(c)(d)(e)流AB浮区流ACBD泥沙运动形式静止静止第11页/共40页第10页/共40页12河床层移区床面层悬水静止河床层移质运动接触质跃移质悬移质运动运动推移质运动悬移质运动跃移质接触质推移质运动床面层跃移质接触质推移质运动床面层水河床静止河床（床沙）接触质运动推移质运动(a)(b)(c)(d)(e)流AB浮区流ACBD泥沙运动形式第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质

4、推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念滚动和滑动滚动和滑动第12页/共40页第11页/共40页13河床层移区床面层悬水静止河床层移质运动接触质跃移质悬移质运动运动推移质运动悬移质运动跃移质接触质推移质运动床面层跃移质接触质推移质运动床面层水河床静止河床（床沙）接触质运动推移质运动(a)(b)(c)(d)(e)流AB浮区流ACBD泥沙运动形式第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质 推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念跳跃跳跃第13页/共40页第12页/共40页14河床层移区床面层悬水静止河床层移质运动接触质跃移质悬移质运动运动推移质运动悬移质运动跃移质接触质推移质运动床面层跃移质接触质

5、推移质运动床面层水河床静止河床（床沙）接触质运动推移质运动(a)(b)(c)(d)(e)流AB浮区流ACBD泥沙运动形式第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质 推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念悬浮悬浮第14页/共40页第13页/共40页15河床层移区床面层悬水静止河床层移质运动接触质跃移质悬移质运动运动推移质运动悬移质运动跃移质接触质推移质运动床面层跃移质接触质推移质运动床面层水河床静止河床（床沙）接触质运动推移质运动(a)(b)(c)(d)(e)流AB浮区流ACBD泥沙运动形式第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质 推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念第15页/共40

6、页第14页/共40页第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质 推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念第16页/共40页第15页/共40页17面附近（河床底部），故又称为“底沙”。推移质推移质在床面附近随着水流以在床面附近随着水流以滑动、滚动（包括滑动、滚动（包括层移），跃移形式运动层移），跃移形式运动的颗粒统称为推移质。的颗粒统称为推移质。第17页/共40页第16页/共40页18第18页/共40页第17页/共40页第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质 推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念第19页/共40页第18页/共40页第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质 推 移

7、 质 与 悬 移 质 的 概 念第20页/共40页第19页/共40页第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质 推 移 质 与 悬 移 质 的 概 念第21页/共40页第20页/共40页22特点 推移质 悬移质 运动形式 以滑动、滚动、跳跃、层移形式前进，运动范围限于床面附近，运动具有间歇性。 以悬浮形式，在整个水深范围运动，运动轨迹很不规则，运动持续性强。 河流泥沙中份额 在一般河流的泥沙中占的量较少。 悬移质为河流泥沙的主体部分。 级配组成 泥沙颗粒较粗，与悬移质相比，级配组成较均匀。 与床沙和推移质泥沙相比， 悬移质粒径细， 非均匀性强（见下图） 。 运动速度 前进速度远较水流速度为

8、小。 运动速度与水流速度基本相同。 泥沙交换 经常与床沙彼此交换。 有时会于床沙和推移质发生交换。 推移质和悬移质的区别推移质和悬移质的区别第22页/共40页第21页/共40页23悬移质运动既与其在床面附近受力情况有关悬移质运动既与其在床面附近受力情况有关，又与水流对其悬浮作用有关，又与水流对其悬浮作用有关推移质运动取决于泥沙在床面附近的受力情况；推移质运动取决于泥沙在床面附近的受力情况；推移质与悬移质运动中泥沙所受水流作用不推移质与悬移质运动中泥沙所受水流作用不同，运动规律也不一样。同，运动规律也不一样。 运动规律的不同运动规律的不同 推移质和悬移质的区别推移质和悬移质的区别第23页/共40

9、页第22页/共40页24悬移质运动悬移质运动消耗的是水流的紊动能量而非时消耗的是水流的紊动能量而非时均能量，不会引起水流额外的能量损失。因均能量，不会引起水流额外的能量损失。因此悬移质的运动效率较高。此悬移质的运动效率较高。推移质运动推移质运动直接消耗水流的时均能量。直接消耗水流的时均能量。 能量来源的不同能量来源的不同第24页/共40页第23页/共40页25 对河床作用不同对河床作用不同推移质在运动中，颗粒不断碰撞，颗粒间进行推移质在运动中，颗粒不断碰撞，颗粒间进行动量交换，在与水流垂直的方向上产生粒间离动量交换，在与水流垂直的方向上产生粒间离散力，它支持了推移质的重量，离散力通过颗散力，它

10、支持了推移质的重量，离散力通过颗粒最后传递到河床，使河床受到一个向下的压粒最后传递到河床，使河床受到一个向下的压力，从而加大了河床的稳定性。力，从而加大了河床的稳定性。悬移质的存在增加了水流的容重，加大了水悬移质的存在增加了水流的容重，加大了水流的静水压力，并可以一直传递到河床颗粒流的静水压力，并可以一直传递到河床颗粒空隙间的水体中。空隙间的水体中。第25页/共40页第24页/共40页26库区淤积：以悬移质淤积为主。库区淤积：以悬移质淤积为主。弯道演变推移质在环流推动下形成的。悬移弯道演变推移质在环流推动下形成的。悬移质则大部分下泄。质则大部分下泄。不同的造床过程中所起的作用不同不同的造床过程

11、中所起的作用不同比如：比如：第26页/共40页第25页/共40页泥沙运动形式与水流强度的关系泥沙运动形式与水流强度的关系 水流强度水流强度 增强增强27床床沙沙推移质推移质接触质接触质跃移质跃移质层移质层移质( () )悬移质悬移质第27页/共40页第26页/共40页名称名称划分依据划分依据输运方式输运方式粒径、来源、粒径、来源、造造床作床作用用全沙质全沙质冲泻质冲泻质悬移质悬移质冲泻质冲泻质悬移床沙质悬移床沙质床沙质床沙质推移质推移质推移质推移质第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质第28页/共40页第27页/共40页D5=0.047mm床沙质冲泄质床沙质第29页/共40页第28页/

12、共40页u(1) 命名方式不同命名方式不同推推-悬悬：按运动方式分床床-冲冲：按造床作用、颗粒大小和泥沙来源分u(2) 推移质推移质床沙质，悬移质床沙质，悬移质冲泄质冲泄质（图）（图）悬沙含有床沙质和冲泄质，只是冲泄质多，床沙质少；底沙也含有床沙质和冲泄质，只是冲泄质少，床沙质多。u(3) 床沙质与冲泄质在一定条件下可以相互转换床沙质与冲泄质在一定条件下可以相互转换同一粒经的颗粒，在上游是冲泄质，在下游可能就是床沙质；同一粒经的颗粒，在洪水期是冲泄质，在枯水期可能就是床沙质；在库区，床沙质的粒经会更小。三、推移质-悬移质与床沙质-冲泄质命名的区别第三章 河流泥沙运动形式3-1 床沙质与冲泄质

13、推移质-悬移质与床沙质-冲泄质命名的区别第30页/共40页第29页/共40页31对的，受水流条件制约的。对的，受水流条件制约的。3-1 床沙质与冲泄质 推移质-悬移质与床沙质-冲泄质命名的区别第三章 河流泥沙运动形式u(3)床沙质与冲泄质在一定条件下可以相互转换床沙质与冲泄质在一定条件下可以相互转换第31页/共40页第30页/共40页323-1 床沙质与冲泄质 推移质-悬移质与床沙质-冲泄质命名的区别第三章 河流泥沙运动形式u(3)床沙质与冲泄质在一定条件下可以相互转换床沙质与冲泄质在一定条件下可以相互转换第32页/共40页第31页/共40页D5=0.047mm床沙质冲泄质床沙质第33页/共4

14、0页第32页/共40页冲泄质床沙质第34页/共40页第33页/共40页3-1 床沙质与冲泄质 床沙质与冲泄质的划分3.1u床沙床沙Dw5法法u固定粒经法固定粒经法u公切线法公切线法请注意：请注意：“床沙质床沙质”与与“冲泄质冲泄质”分界的具体河段、具体水期、具体河道特性。分界的具体河段、具体水期、具体河道特性。三种方法的共同点三种方法的共同点：均是以粒经分界。：均是以粒经分界。认为床沙中D5的颗粒为冲泄质，悬沙中D65的颗粒为冲泄质(图3-2)D0.06mm为冲泄质。床沙与悬沙级配曲线的公切线与D轴的交点处的粒经作为分界(图) 。 四、床沙质与冲泄质的划分第三章 河流泥沙运动形式第35页/共4

15、0页第34页/共40页性质性质床沙质床沙质冲泻质冲泻质根本来源根本来源流域土壤侵蚀流域土壤侵蚀直接来源直接来源上游河床上游河床流域产沙流域产沙床沙组成床沙组成为床沙的主体，组成一般为床沙的主体，组成一般不变。不变。聚集床面，因来沙多寡及聚集床面，因来沙多寡及水流强弱而变化水流强弱而变化在泥沙输运中的在泥沙输运中的地位地位一般只占运动泥沙中的一一般只占运动泥沙中的一小部分小部分一般为运动泥沙的主体一般为运动泥沙的主体运动形态运动形态推移及悬移推移及悬移以悬移为主以悬移为主决定输沙紊大小决定输沙紊大小的因素的因素在粗沙河流上，主要取决在粗沙河流上，主要取决来水条件，与上游来沙多少来水条件，与上游来

16、沙多少的关系较小。在的关系较小。在多多沙沙河流河流上，上，则与来水来沙条件均有关。则与来水来沙条件均有关。主要取决于上游来沙多少。主要取决于上游来沙多少。输沙率与水流条输沙率与水流条件的关系件的关系一般可以从力学规律出发一般可以从力学规律出发建立挟沙能力公式建立挟沙能力公式一般需实测或根据流域条一般需实测或根据流域条件用经验关系确定。件用经验关系确定。泥沙颗粒运动所泥沙颗粒运动所遵循的基本规律遵循的基本规律床沙质和冲泻质泥沙颗粒遵循相同的基本运动规律床沙质和冲泻质泥沙颗粒遵循相同的基本运动规律工程实践中的意工程实践中的意义义床沙质输沙率决定河床的床沙质输沙率决定河床的稳定性稳定性冲泻质输沙率决定水库的冲泻质输沙率决定水库的湮湮(ynyn)废速度废速度鉴别标准鉴别标准粒径大于床沙组成中粒径大于床沙组成中D5的的泥沙颗粒，或悬浮指标小于泥沙颗粒，或悬浮指标小于