水流作用下泥沙起动实验报告

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水环境中泥沙作用的研究进展及分析

泥沙的环境作用
水环境系统中，泥沙通过对污染物质的吸附与解吸，直接影响着污染物质在水固两相间的赋存状态。同时，伴随着泥沙在水体中的运动，污染物质在水体和底泥之中的赋存状态也发生着变化。因此，泥沙与水流共同成为污染物的主要载体，影响着污染物在水体中的迁移转化过程，从而最终影响着水生态环境的状态。这种作用，可以称为泥沙的环境作用。
四．通过对辽河泥沙对CODCr测定值的影响分析，发现辽河泥沙含量对 CODCr测定值有显著影响，悬浮物测定值与原状水CODCr含量有明显的正相关关系。
五.通过采集长江口表层泥沙和水中悬沙，进行泥沙吸附有机物的实验，证明泥沙对微量甲苯、乙苯、四氧化碳、乙烯、氯苯和对一二氯苯都具有一定的吸附作用。
由于一般采用吸附动力学方程描述解吸过程，因此解吸过程中吸附和解吸系数的相对关系十分重要。有研究者提出对应泥沙吸附和解吸重金属状态，相应有两个吸附速率系数。但已经进行的研究工作对于吸附系数和解吸系数在吸附和解吸过程中出现差异的原因，都未进行深入的研究。未来的研究工作，需要探讨是否有可能建立吸附、解吸系数与影响因素的数学表达式，从而建立统一的吸附-解吸数学模式，这是把实验研究和理论模式推广应用到天然水体的关键因素之一。
(3)与水合氧化铁、氧化锰结合，环境变化时会部分释放的铁锰水合氧化物结合态； (4)进入或包裹在有机质颗粒上，同有机质发生螯合或生成硫化物，较稳定的有机硫化物和硫化物结合的残渣态。一定区域的分析结果表明，残渣态、硫化物或有机结合态的比例为60％～ 80％，而水溶态、态； (5)稳定存在于石英或粘土矿物等结晶矿物晶格里的稳定离子交换态、碳酸盐结合态及铁、锰氧化物结合态占20％～40％，稳定态比例大于活动态.
污染物在水体中的迁移转化

好论文--降雨条件下坡面径流泥沙起动流速研究_韩浩

第41卷第12期2010年6月人民长江Y ang tze R i ve rV o.l 41,N o .12June ,2010收稿日期:2010-04-06基金项目:/十一五0国家科技支撑计划项目(2006BAD09B01,2006BAD 01B04-02);国家水专项(2009ZX 07212-002-003- 02);国家自然科学基金项目(50809056,40701092)作者简介:韩浩,男,硕士研究生,主要从事水力学及河流动力学、坡面侵蚀方面的研究。

E-m ai:l hanhao .hanhao @163.co m 通讯作者:高建恩,男,研究员,博士生导师,主要从事地表径流调控与利用方面的研究。

E-m ai:l gao ji anen @文章编号:1001-4179(2010)12-0049-06降雨条件下坡面径流泥沙起动流速研究韩浩,高建恩,梁改革,孟岩(西北农林科技大学水利与建筑工程学院,中国科学院水利部水土保持研究所,国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心,陕西杨凌712100)摘要:针对降雨条件下坡面径流泥沙起动规律研究中存在的问题,在前人研究的基础上,将雨滴侵蚀力引入到降雨条件下坡面径流泥沙起动受力分析过程中,建立了降雨条件下坡面径流均匀沙起动公式,进行了典型试验,并利用已有资料和典型试验资料进行了验证。

结果表明,在降雨条件下坡面径流泥沙起动研究中考虑雨滴侵蚀力的作用是合理的,且给出的公式可用于降雨条件下坡面径流及河川径流泥沙起动流速的计算。

关键词:降雨径流;坡面;起动流速;均匀沙中图法分类号:TV142.1 文献标志码:A降雨条件下坡面径流泥沙起动问题是土壤侵蚀研究人员在开展坡面土壤侵蚀研究时必须面对的基本问题之一。

水力侵蚀比尺模拟试验是研究小流域水土流失、水土保持措施优化及效益分析的有效工具,起动相似在比尺模拟试验中起着重要作用[1]。

目前,坡面径流泥沙起动规律研究多限于无降雨条件下,而对降雨条件下坡面径流泥沙起动规律的研究则较少。

水利工程中的泥沙流动模拟研究

水利工程中的泥沙流动模拟研究简介水利工程是为了改善水资源利用和保护环境而进行的工程项目。

水利工程的一个重要方面是泥沙的管理，因为泥沙运动会对河流、水库和水环境产生意义重大的影响。

因此，泥沙流动模拟研究在水利工程中显得尤为重要。

1. 泥沙运动的形成和作用泥沙是由于风蚀、水力作用或人类活动而携带并运动的细粒土壤颗粒。

在河流中，泥沙会对河道及其周围地区的土地造成严重破坏。

泥沙流动主要对水流造成的影响包括增加水流的底部摩擦阻力、进一步侵蚀河道底部、改变河道形态、降低水库储水容量等。

2. 泥沙运动模拟研究方法为了更好地理解和掌握泥沙运动的规律，水利工程师和研究人员采用了各种模拟研究方法。

其中，数值模拟是最常用的方法之一。

通过建立数学模型，可以模拟泥沙在水体中的运动和分布。

这些模型基于流体力学、沉积学以及土壤力学等学科的原理，通过计算机模拟泥沙运动的动力学特征，预测其对水利工程的影响。

3. 泥沙流动模拟研究的应用泥沙流动模拟研究在水利工程中有着广泛的应用。

通过模拟分析，可以预测泥沙在水库中的沉积情况，有助于合理规划水库的长期蓄水量和供水安全。

此外，泥沙流动的模拟还可以预测河道侵蚀和泥沙淤积的程度，从而指导河道疏浚和维护工作。

此外，对于防洪工程的设计和沿海工程的规划，泥沙流动模拟也可以提供重要的数据和信息。

4. 泥沙流动模拟研究面临的挑战虽然泥沙流动模拟研究在水利工程中起着重要作用，但也面临着一些挑战。

泥沙流动的过程十分复杂，受到许多因素的影响，例如水流速度、沉积物特性和河床形态等等。

因此，建立精确的模型需要大量的现场数据和实验验证。

此外，泥沙流动的模拟还受到计算能力和数值计算方法的限制，需要进一步的技术和方法改进。

结论泥沙流动模拟研究是水利工程领域的重要课题。

通过模拟分析泥沙运动的特性和规律，可以为水利工程的设计和管理提供有力的支持。

然而，研究人员还需要进一步突破技术和方法上的限制，以提高模型的准确性和可靠性，并更好地应对未来可能出现的挑战。

实验三不同粒径泥沙起动流速

实验三不同粒径泥沙起动流速1 实验目的了解在一定坡度下，不同粒径泥沙的起动流速，为探讨水土流失规律、制定水土保持措施规划和设计提供理论依据。

2 实验材料准备及沙粒粒径组的粒径值计算将从野外采取的沙粒手工拣去石块，用标准土壤筛筛选得到一定粒径范围的分级沙粒，粒径组分别为1.00～2.00 mm、0.50～1.00 mm、0.25～0.50 mm、0.10～0.25 mm和0.074～0.10 mm计5个粒径组，筛分后每个粒径组的泥沙重量至少为5.0 kg。

当泥沙只有一个粒径组时,常采用沙粒的几何平均值作为其平均粒径值，沙粒几何平均值的计算式如下:D i＝√D u·D b式中: D I——某一粒径组的粒径平均值;D u——某一粒径组的粒径上限值;D b——某一粒径组的粒径下限值。

以上制备的每一粒径组的几何平均值如下表所示。

实验用沙粒的几何粒径值(mm)3 实验仪器及用品3.1 可变坡度泥沙起动流速实验装置一套，主体设备包括一个长2.0m、宽0.2m冲蚀槽和一个设置在其上方的溢流式可调节流量恒水位供水水箱（图3.1）。

3.2 普通秒表一块。

3.3 红、篮液体指示剂各400 ml。

3.4 测坡仪一个。

3.5 记录本、铅笔、橡皮、小刀、计算器等文具用品适量。

3.6 Y250型毕托管4套。

4 实验原理泥沙在水流冲击下的起动流速受到多种因素的影响，主要有泥沙的几何形状、泥沙粒径大小、地面坡度、泥沙所处边壁条件的粗糙状况、水流流量大小和其流速的高低等。

本实验为简化影响条件，选用特定形状的沙粒（花岗岩风化沙粒）和特定的边壁糙率条件（糙率为0.0020），通过改变沙粒粒径、地面坡度、水流流量和流速来探讨不同粒径沙粒在特定边壁条件和不同地面坡度下的起动流速。

5 地面坡度设计和沙粒起动的判别标准5.1 地面坡度设计地面坡度设计为5°、10°、15°、20°、25°和30°6种。

波流作用下泥沙起动实验的教学实践

波流作用下泥沙起动实验的教学实践钟桂辉;刘曙光;沈超;张庆【摘要】为了加强学生对泥沙起动相关理论的学习和理解，特设计出适用于本科教学的“波流作用下泥沙起动实验”。

通过观察泥沙起动现象、测量泥沙起动流速、分析对比实验数据，使学生全面掌握波流作用下泥沙的起动、床面变形和泥沙输移问题。

该实验的教学应用，有效激发了学生的学习兴趣，培养了学生严谨的科研作风，提高了学生分析问题和解决问题的能力。

%It is also the basic content of river dynamics and sediment movement. It is necessary to design an experiment to improve the students’ comprehension about the theory of river dynamics. In this experiment , students can observe the phenomenon of sediment motion ,measure the threshold velocity of sediment particles as well as analyze the experimental data. From this ,the learning interest and the ability of analyzing and solving problems should be improved.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P149-152)【关键词】实验教学实践;波流作用;泥沙运动;起动流速【作者】钟桂辉;刘曙光;沈超;张庆【作者单位】同济大学土木工程学院水利工程系，上海 200092;同济大学土木工程学院水利工程系，上海 200092;同济大学土木工程学院水利工程系，上海200092;同济大学土木工程学院水利工程系，上海 200092【正文语种】中文【中图分类】G424.31泥沙起动和泥沙输移规律的研究与港口工程、水运工程的整治和建设戚戚相关，泥沙运动规律在航道整治、水库排沙、河床整治、河口海岸的开发、桥梁冲刷、水环境保护以及水土保持等方面有着重要的实践和应用价值。

如东海区沙滩泥沙起动实验研究

淤积趋势。
６．ｘ０７ｍ ×１０ｍ。实验段布置在水槽中部，底留有长８０ｍ．．槽铺沙方法是首先将泥沙平铺于水槽实验段的仔泥槽中，然
３０ｍ，０１．高．０ｍ的存泥槽。后放入一定量的水，泥沙密实，水槽内泥沙密实到天然容让待
颗粒含量（％）
通过实验观察，当沙纹中轴线以泥沙开始全部运动时，
中轴线以上泥沙只进行左右振荡运动，不产生泥沙输移或输并
图１如东港岸滩泥沙颗粒组成曲线
２波、作用下泥沙的起动实验流
如东海区沙滩泥沙起动实验研究
【摘要】通过波浪水槽实验对如东海区沙滩泥沙进行起动实验，并通过实验现象和分析规范了泥沙起
动标准，水流作用下，在当泥沙开始形成沙纹时，义为普遍起动；波浪和波流共同作用下，沙纹形定在在
差。因此本文提出在沙纹床面进行泥沙起动试验，定义其为并
输沙起动，过试验，出了输沙起动的判定标准。通给
沙淤积主要由港区和航道的粉砂引起，而岸滩冲刷的主要为
细沙。因此需对航道泥沙和岸滩泥沙分别进行波浪水槽实验，
运转。
② 实用性：尽量简练易懂，避免使用生僻晦涩的词句表达，可能地避免长篇大论。尽

泥沙颗粒生长生物膜后起动的实验研究__起动实验设计及结果分析_尚倩倩

续表 1
沙样
＜ 0． 05 mm 有生物膜
生长 0． 05 ～ 0． 1 mm
时间 /周
0 2 4 6 8
0 2 4 6 8
流量 / （ L·s －1 ）
10． 6 17． 2 18． 0 15． 2 15． 2
9． 9 16． 0 15． 3 13． 3 13． 0
水深 / cm
9． 90 9． 95 10． 05 10． 00 10． 00
散状态下分别为 35 μm 和 77 μm，无超声分散状态下粒径为 45 μm 和 78 μm，沙样的黏性较弱絮凝现象不强。
试验用水分别采用去离子水和天然水，将沙样放置到两个水箱中进行独立培养，室温控制在（ 15 ±
1） ℃ 。其中天然水体采用的是清华大学荷塘水，用以提供天然水体微生物，保证微生物的天然性以真实反应
关键词：泥沙颗粒；起动流速；生物膜；天然水体；去离子水
中图分类号： TV142. 1
文献标志码： A
文章编号： 1001-6791（2011）03-0295-06
泥沙起动是泥沙运动力学研究中的基本问题之一，航道设计、河床稳定和河床演变等方面的研究都需要知道泥沙的起动条件。对于无黏性沙和黏性沙的起动条件目前已有大量的理论分析和试验研究，并有相对成熟和广泛应用的计算公式。但传统的泥沙起动流速实验并不考虑微生物等生命活动的影响，而只是关注泥沙本身的特性和水流之间的相互作用［1-2］。近年来随着水体环境问题的日益复杂化［3-6］，水体营养物质的富集更利于微生物在固体表面的附着和生长，水环境中广泛存在微生物在泥沙表面生长形成的生物膜，将泥沙颗粒相互粘连的同时通过包裹泥沙颗粒覆盖在床沙表面，这一现象改变了泥沙颗粒直接的结构关系和床面的形态，进而对泥沙颗粒的起动特性产生影响。目前生物膜对床面泥沙起动的影响多集中在海陆交界或河口区域，研究对象以细颗粒泥沙为主。研究表明细菌、藻类等微生物生长能够增强颗粒的抗冲性，而大型生物则既有可能增强床面稳定性同时又能破坏床面稳定性［7］。值得注意的是淡水和海水的水体环境和其中的生物群落完全不同，因此形成的生物膜也有所区别，生物膜对海洋环境中泥沙颗粒的影响有别于在淡水系统的影响。Ulrike 等［8］对受污染的淡水滨河区域中包括大型浮游生物、藻类和细菌等在内的生物分泌物沿深度方向对泥沙起动特性的影响进行了观测。Vignag 等［9］用直径 1. 09 mm 的玻璃珠在水槽中进行连续 10 周培养，用来观测生物膜对粗颗粒的起动影响，认为在生物膜的影响下临界拖曳力随时间而波动变化，在最大临界拖曳力出现后随着时间的增加虽然生物膜仍能增强颗粒稳定性但是增强的程度有所下降。Maurizio 等［10］也曾对 7 个湖泊的表层底泥进行采样并观测受微生物影响的泥沙起动规律。目前观测以实地采样分析为主，而对颗粒在生物膜影响下进行长序列分组观测的还较少。

流水搬运沙石实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解流水搬运沙石的基本原理。

2. 观察和分析流水搬运沙石过程中的现象。

3. 掌握流水搬运沙石的影响因素。

二、实验材料1. 实验器材：玻璃瓶、细沙、碎石、秒表、温度计、搅拌棒等。

2. 实验试剂：无水乙醇、氢氧化钠等。

三、实验方法1. 准备实验材料：将细沙和碎石按一定比例混合，放入玻璃瓶中。

2. 测量初始状态：记录实验前玻璃瓶中细沙和碎石的质量、体积、含水量等数据。

3. 加入水流：将玻璃瓶置于实验装置中，通过搅拌棒模拟流水作用。

4. 观察现象：在实验过程中，定时观察并记录细沙和碎石的变化情况。

5. 分析结果：实验结束后，分析实验数据，总结流水搬运沙石的影响因素。

四、实验步骤1. 实验前准备：将细沙和碎石按一定比例混合，放入玻璃瓶中。

测量并记录实验前玻璃瓶中细沙和碎石的质量、体积、含水量等数据。

2. 加入水流：将玻璃瓶置于实验装置中，通过搅拌棒模拟流水作用。

调整搅拌棒速度，模拟不同流速的流水。

3. 观察现象：在实验过程中，定时观察并记录细沙和碎石的变化情况，如：沙石的质量、体积、含水量、形状等。

4. 实验数据记录：实验结束后，分析实验数据，总结流水搬运沙石的影响因素。

五、实验结果与分析1. 实验现象：（1）随着实验时间的推移，细沙和碎石的质量逐渐减少，表明流水搬运了部分沙石。

（2）细沙和碎石的体积减小，表明流水搬运过程中沙石发生磨损。

（3）实验过程中，细沙和碎石的含水量逐渐增加，表明流水搬运过程中沙石发生溶解。

（4）实验结束后，部分细沙和碎石形状发生变化，如：原本规则的沙石逐渐变得不规则。

2. 实验数据分析：（1）质量变化：实验前细沙和碎石的质量为m0，实验后质量为m，质量变化为Δm=m-m0。

（2）体积变化：实验前细沙和碎石的体积为V0，实验后体积为V，体积变化为ΔV=V-V0。

（3）含水量变化：实验前细沙和碎石的含水量为w0，实验后含水量为w，含水量变化为Δw=w-w0。

3. 影响因素分析：（1）流速：实验结果表明，流速越快，沙石搬运能力越强，沙石质量、体积、含水量变化越明显。

水流的冲刷力模拟实验

【实验名称】水流的冲刷力模拟实验
【实验目的】模拟水流的力量。

【实验材料】托盘、沙子、碎石、草皮(可以用草绳碎屑和泥沙代替)、水、喷壶。

【实验过程】1.用沙子、碎石等在托盘上堆起土堆、平原、峡谷、草地等地表模型,便于展开模拟。

2.用喷壶洒水,观察草皮、沙子、碎石和水的运动变化。

【实验结果】水流可以产生冲刷、搬运和沉积作用,改变地表形态【注意事项】1.实验用的沙子要提前用水浸润潮湿,一方面便于做成不同模型,另一方面防止喷洒的水会被沙子完全吸收，影响实验效果。

2.用喷壶给不同模型洒水时应注意洒水的高度、水流的大小须保持一致。

3.提示学生及时记录观察到的现象,保持实验场景的卫生。

泥沙启动

泥沙起动临界平均流速的分析
摘要：泥沙起动是指在一定的水流条件下，泥沙由静止转为运动的现象。

当水流达到一定强度后，河床床面的泥沙颗粒开始脱离静止状态而进入运动，决定这一临界状态的水流条件称为泥沙的起动条件。

关于均匀沙的起动有两种比较实用的方法，一种是通过临界希尔兹参数，另一种通过时均流速沿水深方向上的积分得到平均流速u与临界值u c比较，当u> u c时，泥沙启动。

关键词：临界平均流速，水深、粒径、希尔兹参数
1、平均流速u的计算
在河床附近
其中是床面剪切流速；κ是卡曼常数，下面的计算中取κ=0.4,；为绝对粗糙度，下面计算取；B是关于粗糙雷诺数的函数。

h为水深
查表
根据希尔公式：
（：床面剪切应力；：床面剪切流速。

）
导出*c c *g u τD R =
2、起动速度与粒径的关系通过公式绘图可知：
床面剪切速度与直径d 成对数分布，且随d 增大而增大，当泥沙直径d<1mm 时，床面剪切流速的增长缓慢当泥沙直径d>1mm 时，床面剪切流速的增长加快
按照书上图4-6中所说，当粒径>0.17mm 时，粒径越大，起动流速越高；粒径<0.17mm 时，粒径越小，起动流速越高。

从上图中发现，与实测值不符，因此，在运用此公式是要注意粒径的大小范围。

3、推导公式与张瑞谨公式的比较。

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水流作用下泥沙起动实验报告
第一章实验说明
1.1实验目的
本实验为配合河流动力学中水流作用下泥沙起动部分的教学而设置。

通过实验希望达到以下目的：
1.学习在水槽中通过测量流速推算床面摩阻流速和表观糙率的方法；学习水流作用下泥沙起动条件的测定方法，通过实际观察泥沙的起动过程，加深对泥沙起动现象的感性认识；
2.通过实验仪器的操作，学会用螺旋流速仪测试流速的基本方法，提高动手能力；
3.结合泥沙起动相关理论的学习，加深对泥沙起动理论的理解；
4.提高数据整理、分析和实验报告的编写能力。

1.2实验要求
1．实验之前，预习泥沙起动的相关理论，包括Shields 理论、窦国仁公式及武水公式。

2．实验过程中仔细观察泥沙起动情况，特别注意床面泥沙运动特征随水流强度变化而变化的情况。

3．认真完成实验过程的每个环节，包括水流速度、水深、水温的数据采集等。

4．认真编写实验报告，客观、真实地记录实验过程的主要步骤，清晰表达所观测的数据，注意尽量使用图表等表达实验结果，并将观
测结果与相关理论结果进行对比，最后对所取得的结果进行分析和评价
1.3实验设备装置
实验所需仪器和设备包括自循环波流实验水槽、沙盘、螺旋流速仪、温度计、钢尺、沙样等。

1.4实验原理
1、泥沙起动标准
河底泥沙在水流条件较弱时处于静止状态。

随着水流强度的增强，泥沙将出现一个由静止状态转为运动状态的突变过程，称为泥沙起动，而相应泥沙起动时的临界水流条件称为泥沙起动条件，可用垂向平均流速、床面摩阻流速或床面剪应力等指标来表征。

由于水流的脉动性、泥沙颗粒的不均匀性以及泥沙在床面上排列方式的差异等因素的影响，泥沙起动条件具有一定随机性，表现为即使是均匀沙也不会同时进入起动状态。

但从统计角度看，泥沙起动条件仍然具有确定性。

实际泥沙起动实验中，克雷默（H. Kramer）曾将泥沙起动程度划分为轻微起动、中等强度泥沙起动和普遍起动三个标准。

轻微起动时，床面只有屈指可数的沙粒开始起动；中等强度泥沙起动是指进入起动状态的泥沙颗粒数量难以计数；而普遍起动是指全部泥沙都进入起动状态，并伴随有床面变形。

显然，采用不同的主观标准，得到的泥沙
起动条件也会有一定差异。

一般采用中等强度起动标准建立起动公式者居多。

泥沙的起动条件参数可以通过多种方法获得。

如，可以通过将水流调试成严格的均匀流，再测定起动时的水深和水面比降，进而用如下公式计算出床面摩阻流速。

*u gRs = （1）
式中，u*为摩阻流速；g 重力加速度；R 水力半径；s 水面坡降。

2、流速的测量
测定水面坡降的方法需要精确调试均匀流，操作起来较烦琐。

可以通过测定流速垂向分布的方法来间接获得床面摩阻流速，原理如下。

假定水槽底面水平情况下水流速度垂向分布近似符合对数流速律。

* 5.75log 30.2u z u ⎛⎫= ⎪∆⎝
⎭ ( 2 ) 式中，s
k χ∆=，称为当量糙率。

方程（2）中含有两个未知数*u 和∆。

根据两个高度1z 和2z 上的实测流速1u 和2u ，通过联立方程可算出*u 和∆。

注意：
（1）严格地说，上述平底得到的水流运动并非真正的明渠均匀流，而是属于射流，因此，该方法是一种近似方法。

（2）由于对数流速律仅在底部0.2h 范围的对数流速区
**
30500z u u νν<< 内遵循对数流速律，故在联立求解摩阻流速和当量糙率时，应尽量将测试点选在该范围内。

为了检验实测流速是否符合对数流速律，应将实测流速结果绘在对数坐标下进行检验（图1）。

图 1 对数坐标下的实测对数流速
（3）为了提高计算精度，除了保证所用实测流速点严格位于对数流速区**
30500z u u νν<<，还应进行多点测量，反算出多个摩阻流速和表观糙率后进行平均。

建议在对数流速区内至少设置五个流速测点。

断面平均流速可以采用五点流速测试法（图2），用五点流速加权平均计算平均流速的公式为
()0.00.20.60.8 1.0133210
U u u u u u =++++ （3）式中,0.0u 、0.2u 、0.6u 、0.8u 和 1.0u 分别为水面、水深为0.2h 、0.6h 、0.8h
以及水底处的流速。

图 2 五点法测定平均流速测点位置示意图
3、观测结果的分析
泥沙的临界起动水流条件可以通过前人的理论成果算出，如Shields 理论、窦国仁公式和武水公式等。

由Shields 公式可计算临界摩阻流速*c u ，或泥沙临界起动床面切应力c τ ；由窦国仁公式或武水张瑞谨公式可计算临界断面平均流速c U 。

理论上，由泥沙起动
公式计算
得到的临界起动条件与实测临界起动条件应该一致。

请将自己实测的结果点绘到Shields 图上，亦可直接将实测结果与起动流速公式
结果进行对比，检验试验结果与前人结果的符合程度。

第二章实验操作步骤与实施
2.1实验步骤
1．认识并熟悉实验装置（包括螺旋流速仪、实验水槽等）。

2．将水槽调整到水平（或略倾斜），在水槽中放水到一定水深。

开动水泵，由小到大调节水槽流量。

3．观察泥沙起动现象，记录泥沙起动状态。

当观察到泥沙处于临界起动状态时，测定水流流速和水深。

注意每个测点流速数据应采集三次做平均，作为该点的流速实测结果。

4．关闭水泵，整理实验设备，实验完毕。

2.2测点选取及测量方法
在实验过程中，选取含沙段之前的断面进行流速测量：
1、在临界起动、全面起动和沙纹形成时三种状态下分别进行；
2、以上三种状态均选择五个不同水深测点进行，分别为0、0.2h、0.6h、0.8h、h；
3、每个水深测点进行三次测量，流速结果分析取用其平均值。

2.3 实验描述
1．水槽中实验水深调整至25cm，螺旋桨测速仪上下框距离
1cm。

在实验水深范围内，按要求取五个测点，则认为各测点流速分别为水深0，5cm，15cm，20cm和25cm处的流速。

2．实验现象：
（1）实验刚开始时，只有少数悬浮物质随着水流运动。

加水流流速，直至沙床面大约有15%的泥沙在水流作用下做推移运动，此时停止加水流流速，开始依次测定选定五个测点的流速，每个测点读取三个稳定流速数据，取平均值为该测点的流速值。

（2）第一轮流速测定完毕，继续加流速，适当加大一次的流速增值，直至沙床面大约有85%的大量泥沙在水流作用下做推移运动，此时再次停止加水流流速，开始第二轮流速测定。

（3）第二轮流速测定完毕，再次以一定增量加大流速，当发现床面局部开始出现不明显的沙纹时，减小每次的流速增量，直至沙床面出现大范围特征明显的成片沙纹时，不再加大流速，进行第三轮流速测定。

2.4实验结果
水深条件h=0.25m，泥沙粒径d=0.37mm。

三种状态下测速结果如下：
表1 临界起动下水流速度测量结果（单位：m/s）
表2 全面起动下水流速度测量结果（单位：m/s）
表3 沙纹形成时水流速度测量结果（单位：m/s）
第三章实验结果分析处理
3.1结果计算处理 1．平均流速
取平均值后三种情况各测点速度取值列于下表：
表4 三种情况下测点平均流速（m/s ）
2．实验分析
（1）实验临界希尔兹参数
根据靠近底层两个点（即水底和0.8h 处，实测点z 取值分别为0.01m 和0.05cm ）流速，根据对数流速公式：
* 5.75log 30.2u z u ⎛
⎫= ⎪∆⎝
⎭
计算摩阻流速*u 和当量糙率∆。

然后可得到Shields 公式所需参数：
**
u d
R ν
=
*()s r r d
ττ=
-
其中，20*u τρ=。

将各计算参数结果列于下表：
表5 实验计算希尔兹相关参数
u*
log ∆
R* τ0
τ*
临界起动 0.012 -3.335 4.846 0.365 0.060 全面起动 0.012 -4.054 4.937 0.379 0.062 沙纹形成
0.018 -3.465
7.314
0.832 0.136
（2）检验试验结果与前人结果的符合程度
图4 试验结果与前人结果对比图
3.2 实验结论
由图4对比可以看出，实验得到的临界起动Shields参数与前人结果有一定的差距，造成此结果的可能原因主要有以下几条：
a)、由于测量仪器有误差，导致数据失真。

b)、由于判断泥沙是否属于临界起动状态主要是靠肉眼观察，具有一定的主观随意性，故导致数据采集点的误差。