Ch河道水流、泥沙特性0资料.ppt

过渡状态下降 紊流状态下降 Red1000, 左摇右摆下沉，颗粒本身也转动，周围水体也紊动。 泥沙沉降的力学分析 泥沙沉降状态主要与什么参数有关？ 有效重力是重力与浮力的差 1、绕流阻力计算 xe 绕流阻力系数 采用对称绕流阻力公式：球体沉降为对称绕流，其阻力F与 2成正比： 二、球体的沉速 二、球体的沉速 CD与Red关系 曲线 ① 层流时：CD与Red为直线关系，斯托克斯(stokes)导出： ②紊流时：CD与Red为无关，基本为一常数，CD≈const.。 ③过渡状态时：CD与Red成曲线关系，数学上难以描述。 CD与Red的关系 2、水下重力计算 xe 沉速的计算演变为 CD的计算！ 3、沉速计算 二、球体的沉速 4、CD和不同形式的沉速计算 已有的研究成果(图1-6)： 二、球体的沉速 二、球体的沉速 计算实例2： 三、泥沙的沉速 天然泥沙为非球体，下沉阻力对于球体，阻力系数多通过试验确定。 相同体积，泥沙阻力球体阻力，泥沙沉速球体沉速 三、泥沙的沉速 阻力叠加原理要掌握！ 三、泥沙的沉速 （二）含沙浓度的影响 1、非均匀粗颗粒泥沙的群体沉速 2、粘性细颗粒泥沙的群体沉速 当颗粒浓度较低时，絮团之间不搭接，单个絮团的沉速大于细颗粒个体沉速，浓度增加，絮团搭接联成絮网，沉速大幅度下降，整体缓慢下沉。 第六节 泥沙分类 习题 第一章 河道水流泥沙特性思考题 ye 1、 泥沙主要有哪些特性？ 2、泥沙粒径的表示方法有哪几种？其中等容粒径如何计算？ 3、何为粒配曲线、中值粒径和平均粒径？并掌握绘制方法。 4、何为干容重？影响干容重的四个主要因素是什么？ 5、掌握容重、干容重、孔隙率之间的换算关系。 6、沉速是如何定义的？ 7、泥沙一般分哪三种沉降状态？采用什么方法判断？掌握球体层流、紊流状态的沉降公式。 8、影响天然泥沙沉速的因素有哪些？ 9、天然河道水流的基本特性？ 习题1 已知江西赣江棉津站1979年6月12日实测泥沙级配资料:(1)绘制悬移质和推移质的累积级配曲线；（2）分别确定悬移质和推移质的中值粒径，平均粒径dm,拣选系数，几何均方差。 悬移质 粒径mm 0.007 0.01 0.025 0.05 0.10 0.25 0.5 1.0 累计百分数P 24.7 31.9 48.9 63.7 90.0 95.6 99.2 100 推移质 粒径mm 0.10 0.25 0.50 1.0 2.0 5.0 10.0 20.0 累计百分数P 0.5 3.30 15.3 41.1 71.9 93.5 98.8 100 习题2 用规范公式和张瑞谨公式分别计算水温24 ℃ （相应ν＝0.01cm2/s)，粒径d分别为0.01、0.05、0.1、1.0、2.0、10.0mm的沙粒的沉降速度，取 本章内容： 1、天然河道水流特性； 2、河流泥沙的来源及几何特性； 3、细颗粒泥沙的物理化学特性； 4、泥沙的重力特性； 5、泥沙沉速； 6、泥沙分类。 第一章：河道水流、泥沙基本特性 河流是河床和水流两部分相互作用下的水流泥沙运动。河道由泥土、沙砾、卵石和顽石等组成。河道水流与明渠水流有较大差异 1、河道水流的两相性：水（连续介质）和沙（非连续介质的颗粒群体）。（two phase flow-两相流) （1）重力、（2）惯性力、（3）阻力 2、河道水流的三维性：河道断面不规则，顺直段很短，宽深比小，尤其是弯曲河流。 3、河道水流的非恒定性：来水来沙随时间变化；河床处于不断的变化中。 4、河道水流的非均匀性： 5、不平衡输沙； §1.1 河道水流基本特性 第一章：河道水流、泥沙基本特性 河道水流的流型：河道水流的雷诺数一般都比较大，其流型一般居于阻力平方区。 河道水流的主流与副流：主流（又称正流、元生流）是水流沿着河槽总方向的流动 。 与主流相对应的有副流（又称次生流）。 如环流次生流：在比较顺直 的河段中，当流量随时间变 化剧烈时，常常产生微弱的 环流。 河湾水流：是河道中常见的 水流现象，一种三元流动。 实际是横向运动与纵向运动 结合的螺旋流。 不同情况下的环流结果 河道水流的垂线流速分布 卡曼-普兰特尔（Th.von.Darman-L.Prandtl）对数流速分布公式 对数及反三角函数流速分布 指数公式 §1.2 泥沙特性 泥沙概念 泥沙：指所有在流体中运动或受水流、风力、波