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床面形态和水流阻力床面形态和水流阻力床面形态和水流阻力床面形态和水流阻力 舒彩文舒彩文 E-mail ：cwshu@@163.com 水力学水力学 边界形状和 糙率不随水 流条件条件而改改变 河流动力学河流动力学 边界的形状和边界的形状和 糙率随水流 条件而改变 床面形态和水流阻力 河流动力学河流动力学 （动床水力学动床水力学）与与 （定床定床）水力水力 学的主要区别 在进行水力计算、确定流速、水深、比降等 水力要素时水力要素时，必须计须计入边界可动性所造成的界可动性所造成的 影响——其中床面形态的变化是主要因素 床面形态和水流阻力 床面形态：是沙质推移 质运动过程中自然堆积质运动过程中自然堆积 形成的有规律形状 河流的床面形态 微观上看微观上看，影响水影响水 流状况、特别是影响流 动阻力的动阻力的，，实际上是河实际上是河 床床面上的沙纹 (ripples)、沙波(dunes) 等形态。 沙波形态及发展过程 当推移质泥沙运动达到一定程度时，河床表面就会出现起伏 不平但又比较规则的被状起伏，称为沙波 沙波是推移质泥沙运动的主要外在表现形式，对水流结构、 泥沙运动和河床演变均有重大影响 沙波形态及发展过程 （一）沙波的纵剖面形态： 迎水面迎水面 ：较平坦较平坦 ；背水面背水面 ：较陡较陡 ，略大于水下休止角略大于水下休止角 • 波峰：隆起处 •• 波谷波谷 ：：凹入处凹入处 • 波长：相邻两波峰或波谷间的距离，λ • 波高波高 ：：波峰与波谷间的垂直距离波峰与波谷间的垂直距离 ，ΔΔ 沙纹水面沙纹水面沙纹水面沙纹水面 沙垄水面沙垄水面沙垄水面沙垄水面 h Δ λ 沙波形态及发展过程 沙纹水面沙纹水面 沙垄水面沙垄水面 h Δ λλ 沙波迎水面较平坦，在波谷的最低点，坡度为0，自此往上，坡度逐渐增加， 在波谷和波峰之间的某个位在波谷和波峰之间的某个位置．坡度达到最大值坡度达到最大值，过此之后过此之后，坡度坡度又逐渐渐 腻小，到达波峰顶处，坡度趋近于0； 背水面较陡峻。背水面因受到波祸的推档作用，坡度一般要比泥沙在水下 的休止角稍陡一些。背水面的坡度变化与迎水面不同，在波峰处最大，此 后逐渐威小，到坡底(波谷)处为0。沙波迎、背水面不是光滑连续的曲线 沙波形态及发展过程 （二）沙波的平面形态-与水流强度密切相关 顺直 ⑴⑴带状带状((顺直顺直))沙波沙波 • 波峰线平行，且与水流方向垂直或略斜交， 弯曲 沙波形成沙波形成初期初期常见常见 ⑵断续蛇曲(弯曲)状沙波 • 波峰线成不规则曲线，时断时续，大致