河流泥沙动力学习题及答案
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工硕-河流动力学课程作业及参考答案
河流动力学》专业选修课，40学时，2学分主要参考书：1.泥沙运动力学，钱宁，万兆惠，科学出版社2.河流泥沙工程学，武汉水利电力学院，水利电力出版社3.河流动力学，陈立，明宗富，武汉大学出版社，20014.河流泥沙动力学，张瑞瑾，谢鉴衡等，水利电力出版社主要参考以下问题写读书笔记1.叙述泥沙的颗粒性质，并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质？2.简要叙述泥沙的群体性质。
3.推导孤立圆球在无限静水中等速沉降的沉速公式。
4.简要叙述影响泥沙沉速的因素及其研究成果。
5.解释下面概念：拖曳力；上举力；粒间离散力；接触质；层移质；跃移质；床沙质；冲泻质；悬移质；推移质；输沙率；高含沙水流；异重流。
6.说明推移质与悬移质的区别。
7.推导以流速为主要参数的推移质输沙率公式。
8.何谓悬移质含沙量的垂线分布？简要叙述关于悬移质含沙量垂线分布的两种理论。
9.说明水流挟沙力的定义以及它与河床冲淤之间的关系。
10.简要叙述泥沙的存在对水流所产生的影响。
参考答案：1.叙述泥沙的颗粒性质，并说明为什么颗粒大小是泥沙最重要的性质。
答：（1）泥沙的几何性质泥沙的几何性质是指泥沙颗粒的形状和大小，或者说泥沙颗粒的形状与粒径。
泥沙颗粒的不同形状与他们在水流中的运动状态密切相关。
较粗的颗粒沿河底推移前进，碰撞的机会较多，碰撞时动量较大，容易磨成圆滑的外形；较细的泥沙颗粒随水流浮游前进，碰撞的机会较少，碰撞时动量较小，不易磨损，因此能够保持棱角峥嵘的外形。
①泥沙的粒径是泥沙颗粒的大小的量度，由于泥沙颗粒形状不规则，不易确定其直径，通常所说的粒径为泥沙的等容粒径的简称。
所谓等容粒径，就是体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。
设某一颗泥沙的体积为V，则其等容粒径为常用单位为 mm ，对较大粒径也用 cm 作单位。
d 3而球体的体积为 d，令两者相等，可以看到613)也就是椭球体的等容粒径即为其长、中、短轴长度的几何平均值。
在实际工作中，对于不易测量其长、中、短轴长度的泥沙，通常通过两种方法确定其粒径。
(完整版)河流泥沙动力学答案
7.有一条灌溉渠道，断面如图所示，通过粘性土壤地区，泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，渠道长10公里，渠道坡降为1/3000，问引取清水，渠道水深为2m 时，会不会发生冲刷？如果发生冲刷，应如何修改渠道？（n=0.02） 解：（1）计算渠道水流的实际平均流速渠道过水断面面积：m mh bh A 825.12122=⨯+⨯=+=， 湿周：m 21.825.11211222=⨯+⨯+=++=h m b χ， 水力半径：m 97.021.88===χA R ， 根据谢才公式和曼宁公式计算渠道水流的实际平均流速：m/s .J R n RJ C U 89.03000197.00201121322132=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=== （2）计算渠道泥沙起动流速由于泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，属于粗粉土，所以采用考虑粘性的张瑞瑾公式计算渠道泥沙起动流速了：m/s 59.0)1003.0(210000000605.01003.065.16.171003.0210000000605.06.172172.03314.032172.014.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎭⎫ ⎝⎛=---d h d d h U s c ρρρ由于U ＞U c ，即渠道实际平均流速大于泥沙起动流速，所以渠道会发生冲刷。
（3）为减少冲刷，可采用减缓渠道坡降的途径来修改渠道。
10.河道左岸有一座灌溉引水闸，闸底高出河底2米，当河道流量为1000m 3/s ，河宽为100m ，水深为5m ，水温为20℃时，问粒径为1mm 的泥沙会不会进入渠道？哪种粒径的泥沙会进入渠道？（河道断面接近矩形） 解：（1）若要使粒径为1mm 的泥沙进入渠道，需使河道断面平均流速大于或等于泥沙扬动流速，即s U U ≥，其中：河道断面平均流速： /s 251001000m A Q U =⨯==，泥沙扬动流速： 1193.010151.151.1561361⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-z d h z U s ω （水温20℃时，粒径1mm 的泥沙沉速s cm / 93.11=ω）。
14-15-1河流动力学答案A
淮海工学院14 - 15 学年第 1 学期河流动力学试卷(A开卷)专业年级：港口航道与海岸工程12(1)一、名词解释（共5题，每题3分，共15分）1.体积含沙量和重量含沙量体积含沙量Sv：泥沙颗粒的体积/浑水总体积质量含沙量Sw：泥沙所占重量/浑水总体积2.泥沙粒径累积频率分布曲线横坐标表示泥沙颗粒粒径大小，纵坐标表示小于某一粒径id的泥沙质量（或颗粒数目）与泥沙总质量（或总的颗粒数目）的百分比3.沙粒阻力在水流作用于床面额全部切应力中，只有一部分直接作用在颗粒上，引发推移质的运动和床面形态的变化，这一部分叫做沙粒阻力。
4.河相关系冲积河流的河床在水流与河床的长期作用下，常取得与所在水文、泥沙条件相适应的最适合的外形，表征这些外形的因素（如河宽、水深、曲率半径等）与水力、泥沙因素（如流量、比降、泥沙粒径等）之间常存在某种函数关系，这种关系称为河相关系。
5.潮流界潮波和潮流上溯的过程中，既受到河床阻力的影响，又受到径流下泄的阻碍，潮汐的能量逐渐消耗。
当潮波推进到达某一地点时，涨潮流速和径流下泄流速相抵消，潮水便停止倒灌，此处为潮流界。
二、简答题（共5题，每题5分，共25分）1．河流的分类河流分为：山区河流、平原河流、潮汐河流。
平原河流根据形态、演变特征可分为：弯曲河道、分叉河道、顺直河道、游荡河道。
2．河口的分类，并说明钱塘江、黄河、黄浦江和长江分属何种河口？潮汐河口的分类：一、按河口形态特征分类1）三角港河口2）三角洲河口。
二、按河口区的动力和来沙特征分类1）强潮海相河口(钱塘江)2）弱潮陆相河口（黄河）3）湖源海相河口（黄浦江）4）陆海双向河口（长江）。
三、按潮汐强弱分类1）感潮河口2）中潮河口3）弱潮河口3．Shields数的含义及其物理意义。
Dscc)(γγτ-=Θ为无量刚临界起动切应力，该值越大，泥沙的可动性愈强，因而它可以看作床沙运动状况的一个重要指标，决定了推移质运动的强度。
4．位于水平河床上的非粘性泥沙而言，促成泥沙起动的力有哪些？赖以抗拒的力有哪些？粘性颗粒起动时还需考虑粘结力，粘结力的影响因素？促成泥沙起动的力有：上举力、推移力、脉动压力等，赖以抗拒的力有：重力、粘结力等5. 阐述河床演变的基本原理输沙的不平衡性。
河流动力学习题集
《河流动力学》习题集第一章1、泥沙粒径有哪些表达形式?2、试分析粒配曲线图上沙样曲线组成的相对均匀程度。
3、比表面积指什么？它有何重要意义？4、什么是双电层与结合水? 双电层的厚度与液体中反离子浓度有何关系，对絮凝有何影响？5、何谓泥沙干容重?它受哪些因素的影响?6．什么是泥沙的沉速?球体沉速与等容泥沙的沉速是否相同?为什么? 7．泥沙沉速在层流、紊流、过渡区中的计算公式有何不同?如何判别这三种绕流状态?8．窦国仁建立沉速公式的基本出发点是什么?该公式的优缺点如何? 9．原水利电力部规范推荐的沉速计算公式有哪些?10、按水利部规范推荐的公式分别计算D=0.01，0.5，3mm时的沉速。
（g =9.841m/s2，水温为20°C）11、当D=0.5mm时，按岗恰洛夫公式，沙玉清公式，张瑞谨公式，窦国仁公式分别计算水温为20°C时，泥沙的沉速。
12．什么是絮凝现象?影响絮团沉速的因素有哪些?第二章1、已知泥沙粒配资料如下，做泥沙粒配曲线，并用合适的代表粒径，按照岗恰洛夫和沙莫夫公式，求水深h=0.5时的起动流速Uc。
2、推移质运动规律的研究涉及哪些环节，实际意义如何?3、按运动状态的不同，泥沙运动的形式有哪几种，和水流强度的关系怎样?其中推移质运动多以哪种运动形式出现?4、推移质和悬移质有何区别?它们是如何进行交换的?5、怎样表示泥沙的起动条件?如何判别床面泥抄是否起动?定量判别泥沙是否起动的困难是什么?6、试列出泥沙颗粒以滑动形式起动时力的平衡方程式，并推导出起动流速公式的一般结构形式。
运用多种形式的流速垂线分布公式，将近底流速u o转换为垂线平均流速U，进而推导出泥沙起动流速公式U C。
7、希尔兹的起动拖曳力理论有何特点?试推导希尔兹的起动拖曳力公式。
8、运用希尔兹理论求起动拖曳力时需要哪些实际资料，计算步骤如何?9、已知组成河床泥沙的资料如下，河流水深h=1.2m，比降J=0.9×10-4，水温T=20℃，水流为均匀流。
河流动力学
10次7次1次18次17次15次14次13次9次4次5次3次作业一1、有一卵石，d=0.1m，从水深h=10m的水面抛入水中，水的流速U=1m/s，若不考虑动水流动的影响，求卵石沉到河底的水平距离？2、什么是泥沙的沉速？球体沉速与等容泥沙的沉速是否相同？为什么？3、试比较岗恰洛夫、沙玉清、张瑞瑾的泥沙沉速公式，说明在层流、紊流、过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不同？如何判别层流、紊流、过渡区这三种绕流状态？第二次作业1、已知某河流床沙d90=0.9mm，推移质平均粒径D=0.5mm，比降J=0.0004，单宽流量q=3m3/(m . s)，水深h=1.89m。
忽略岸壁影响，试用Meyer-Peter公式计算推移质单宽输沙率。
2 已知：梯形断面渠道，底宽b=5m，边坡系数m=2，流量Q=40m3/s，坡降J=0.0008，运动粘滞系数ν=10-6m2/s，泥沙粒径D35=0.3mm，D65=0.9mm，水深H=1.93m。
设断面平均流速U由沙粒阻力决定，河床为粗糙床面，求沙粒阻力对应的水力半径R’。
3、有一沉沙池，设计水深h=3m，水温20℃，来流流量为4.5m3/s，不计紊动对泥沙颗粒沉速的影响，问：在尽量节约工程量的前提下，为保证将来水中粒径D≥0.5mm的泥沙颗粒完全除去，沉沙池的长度和宽度各应不小于多少？4、已知宽浅型冲积河道，河宽B=850m，流量Q＝2500m3/s，比降J＝3/10000，D50＝0.06mm。
试用李昌华、刘建民方法求其平均水深和流速，并求此种情况下的糙率n和Darcy-Weisbach 系数f各为多少？第三次作业1.某灌区的干渠引水量Q=20m3/s，水中浮沙的中值粒径d50=0.03mm，水温T＝20℃，运动粘滞系数ν＝1×10－6m2/s。
渠道过水断面为梯形，边坡系数m=1，底宽b=9.35m，水深h=2m。
求此渠道水流每天的输沙量。
2.河心滩把河流分成左右两条支河，左支的平均河宽B1 =260m，水深h1 =2.6m，右支的平均河宽B2 =130m，水深h2 =1.6m，两支河长度相等，干流和两支流的n均为0.03，河床泥沙平均粒径为d=0.25mm，若干流流量为Q=1200m3/s，河宽B=300m，水深h=3.0m，问：（1）左右两支河的流量为多少？（2）两支河是否发生冲刷或淤积？第四次作业1、为什么要将运动泥沙分为床沙质和冲泻质？它们各有什么特点？2、用扩散理论研究含沙量沿垂线分布得到什么结果？适用于什么条件？还存在什么问题？可怎样改进？3、简述从理论上推导河相关系的方法。
河流泥沙动力学习题及答案
河流泥沙动力学习题1.某河道悬移质沙样如下表所列。
要求：（1）用半对数坐标纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线，求出d 50、d pj 、ϕ（2575d d =）的数值。
（2）用对数概率坐标纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线，求出d 50、ϕ的数值。
（3）用方格纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线。
解：根据题意计算出小于某粒径之沙重百分数，列表如上。
（1）、半对数坐标纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线从下述半对数坐标纸上的粒配累计曲线上可查得中值粒径mm 054.050=d ，mm 075.075=d ，mm 041.025=d 。
平均粒径：069.01008675.6141141==∆∆=∑∑==i ii iipj pdp d ，非均匀系数：353.1041.0075.02575===d d ϕ。
半对数坐标纸上的沙重百分数p的分布图2468101214161820220.010.11粒径（mm）沙重百分数（%）半对数坐标纸上的粒配累积分布曲线1020304050607080901000.010.11粒径（mm）小于某粒径之沙重百分数（%）（2）、对数概率坐标纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线 （3）、方格纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线方格纸上的沙重百分数p的分布图24681012141618202200.050.10.150.20.250.3粒径（mm）沙重百分数（%）方格纸上的粒配累积分布曲线10203040506070809010000.050.10.150.20.250.3粒径（mm）小于某粒径之沙重百分数（%）2.已知泥沙沉降处于过渡区的动力平衡方程式为（ω可查表）：223231)(ωρωρυγγd K d K d K s +=-令上式为 A=B+C要求计算并绘制d ～C B C +及d Re ～CB C+的关系曲线。
河流动力学作业
作业一1. 有一（1=0.Im,从水深li=10m 的水面抛入7K 中，水的流速若不考 虑动水流动的影响，求卵石沉到河底的水平距离？解：d=0.1m=100mm>2mm,^用沙玉清紊流区公式co=l.14 J —_ gd = 1.14 ^1.65x9.8x0.1 = 1.45 in /ss=ut=lx6.90=6.90 m故卵石沉到河底的水平距离为6.90m.2. 什么是泥沙沉速？球体的沉逮与等容泥沙的沉速是否相同？为什么？答：单颗粒泥沙在足够大的静止清水中等速下沉时的速度，称为泥沙的沉速。
球体的 沉速与等容泥沙的沉速不相同。
因为泥沙的形状复杂，沉降中受到的阻力较球体沉降 阻力大，同粒径的沉速有所减小。
答：当水质中含有较多的细颗粒泥沙，特别是含有复奈化学成分时，泥沙不再以单颗 粒的形式下沉，而是结成一团下沉，这种现象称为絮凝现象。
影响泥沙絮凝作用的因 素包括泥沙粒径、矿物成分.含沙量及水质等。
4.试比较岗恰洛夫、沙玉清.弓瘵瑾的泥沙沉速公式，说明在层流.紊流.过渡区中 泥沙沉速的计算公式有何不同？如何判别层流、紊汛 过渡区这三种绕流状态？答：比较岗恰洛夫、沙玉清和张瑞瑾的泥沙沉速公式可得，三者在层流区的计算公式 形式一样，其中岗恰洛夫和沙玉清的公式完全一致，阻力系数Cd 都取的"24,而张瑞 瑾取的1/25.6。
三者在紊流区的泥沙沉速公式形式也完全一致，仅阻力系数取值不一 样，最后简化而得的岗恰洛夫公式为3=1. 06可号1皿，抄玉清公式为 3= 1.14J 牛绻，张瑞瑾公式为3=1.04寸牛匕如 三者在过渡区的公式差异最 大，岗恰洛夫对比了滞流区沉速公式的结构形式，认犬过渡区公式几个变量的方次应 该介于滞流区和紊流区之间，取的d 的方次为1,比工的方次为2/3八的方次由-1逐Y2/3 1/ _ 1/渐増至0,最后取过渡区沉速公式的结构形式为3邙务（节丄严d, R 为无量纲系 数，是表征粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素；沙玉清在研尢过渡区泥 沙沉降规律时引逬了两个新的判数，即沉速判数S 。
河流动力学作业参考答案[1]
Dmg
exp( 1 100
n
ln Di
i 1
pi )
注：关于级配曲线的定义错的比较多，并不是以粒径的对数或是负对数为横坐标，也不是 按几何级数变化的粒径尺度为分级标准……只要跟上述表达的意思一致都为正确答案。
2.6 某海滩的沙粒粒度范围是 1.4 3.6 ，试给出以毫米为单位的颗粒粒径范围
Sw
1
(1
(1
s
S
)Sw
； S（重量p）pm
106 s ) 106
S
m
106
/ cm3
Ws W
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资0配不料置仅试技可卷术以要是解求指决，机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料试荷试卷下卷问高总题中体2资2配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线，高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试，高方要中案求资，技料编术试写5交、卷重底电保要。气护设管设装备线备置4高敷、调动中设电试作资技气高，料术课中并3试、中件资且卷管包中料拒试路含调试绝验敷线试卷动方设槽技作案技、术，以术管来及架避系等免统多不启项必动方要方式高案，中；为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中，料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工，置作合调并理试且利技进用术行管，过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指：灵导在活。分。对线对于盒于调处差试，动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术，调问应试题采技，用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一，隔变需开压要处器在理组事；在前同发掌一生握线内图槽部纸内 故资，障料强时、电，设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料，料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与，采相要用关进高技行中术检资资查料料和试，检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
河流动力学课后习题答案第一章
1.1试分析人工或天然水系中所谓的“死水”或“活水”是否属于动态系统。
它们是封闭系统还是开放系统？举例说明本校园内的人工河流、湖泊属于何种系统？答：“死水”或“活水”属于动态系统，“死水”是封闭系统，“活水”是开放系统。
校园内的人工河流、湖泊与外部环境既交换热量又交换物质，是开放系统。
1.2若一个封闭水体与外部环境只有能量交换（太阳能辐射），而没有物质交换（水量的流入流出），试分析水体的演变趋势。
考虑两种初始条件：①水体十分纯净，没有任何营养物和微生物；②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。
答：①水体十分纯净，封闭的水体不会发生变化。
②受到污染的水体，有大量污染物和微生物存在。
在水体中会有微生物大量繁殖，水体会进一步污染恶化。
1.3仿照图1-1的例子，试举出更多的实例什么是不稳定、亚稳定和平衡状态。
答：一个圆锥体，以其尖端竖立在一个平面上，这些物体都处于不稳定状态。
翻倒后，处于亚稳定状态，一直要等到它们的重心相对地取得最低位置时，这些物体才会静止不动处于稳定状态。
1.4简要说明水文系统所包含的子系统，并指出我国大陆地区常见的子系统。
答：水文系统包含：1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统5、冰川系统6、地下水系统7、风成沉积系统常见的有1、大气层-海洋系统2、坡面系统3、海岸线系统4、河流系统6、地下水系统7、风成沉积系统1.5在泥沙问题的研究中所采用的时间尺度有几种？它们适用于什么学科和什么问题的研究？答：三种。
地质学时间尺度以百万年计，研究地质旋回过程。
现代河流地貌学时间尺度为数十年至数十万年，研究侵蚀旋回。
工程学时间尺度为数天至数百年，降雨和水流与流域坡地、河道边界或人工建筑的相互作用及相应的演变过程。
河流泥沙运动与输移考核试卷
A.泥沙在河床表面滚动
B.泥沙在河床表面跳跃
C.泥沙在河床表面悬浮
D.泥沙在河床内部的运动
20.下列哪种情况下，河流的泥沙沉积最为严重？（）
A.河流坡度小，水流缓慢
B.河流坡度大，水流湍急
C.河流流量大，侵蚀力强
D.河流流量小，侵蚀力弱
（以下为试卷其他部分内容，因要求只输出上述内容，故省略）
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
B.泥沙颗粒越小，启动流速越小
C.泥沙颗粒大小与启动流速无关
D.泥沙颗粒越小，沉降速度越快
14.河流输沙过程中，哪种粒径的泥沙最容易被搬运？（）
A.粗砂
B.细砂
C.粉砂
D.粘土
15.河流改道的主要原因通常与以下哪个因素有关？（）
A.泥沙沉积
B.河流侵蚀
C.地壳运动
D.气候变化
16.在河流中，泥沙的侵蚀主要发生在以下哪个区域？（）
8.在河流泥沙运动中，______和______是两个重要的过程。
答题括号：________和________
9.河流泥沙的输移能力受到______和______等因素的影响。
答题括号：________和________
10.河流泥沙运动的理论研究主要包括______和______。
答题括号：________和________
答题括号：________
5.河流输沙能力与河水的温度无直接关系。（）
答题括号：________
6.河流改道主要是由于地壳运动引起的。（）
答题括号：________
7.河流泥沙的沉积对河流航运有积极影响。（）
答题括号：________
B.泥沙在河床表面跳跃
C.泥沙在河床表面悬浮
D.泥沙在河床内部的运动
20.下列哪种情况下，河流的泥沙沉积最为严重？（）
A.河流坡度小，水流缓慢
B.河流坡度大，水流湍急
C.河流流量大，侵蚀力强
D.河流流量小，侵蚀力弱
（以下为试卷其他部分内容，因要求只输出上述内容，故省略）
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
B.泥沙颗粒越小，启动流速越小
C.泥沙颗粒大小与启动流速无关
D.泥沙颗粒越小，沉降速度越快
14.河流输沙过程中，哪种粒径的泥沙最容易被搬运？（）
A.粗砂
B.细砂
C.粉砂
D.粘土
15.河流改道的主要原因通常与以下哪个因素有关？（）
A.泥沙沉积
B.河流侵蚀
C.地壳运动
D.气候变化
16.在河流中，泥沙的侵蚀主要发生在以下哪个区域？（）
8.在河流泥沙运动中，______和______是两个重要的过程。
答题括号：________和________
9.河流泥沙的输移能力受到______和______等因素的影响。
答题括号：________和________
10.河流泥沙运动的理论研究主要包括______和______。
答题括号：________和________
答题括号：________
5.河流输沙能力与河水的温度无直接关系。（）
答题括号：________
6.河流改道主要是由于地壳运动引起的。（）
答题括号：________
7.河流泥沙的沉积对河流航运有积极影响。（）
答题括号：________
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河流泥沙动力学习题1.某河道悬移质沙样如下表所列。
要求：（1）用半对数坐标纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线，求出d 50、d pj 、ϕ（2575d d =）的数值。
（2）用对数概率坐标纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线，求出d 50、ϕ的数值。
（3）用方格纸绘出粒径组的沙重百分数P 的分布图，绘出粒径的累积分布曲线。
解：根据题意计算出小于某粒径之沙重百分数，列表如上。
（1）、半对数坐标纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线,从下述半对数坐标纸上的粒配累计曲线上可查得中值粒径m m 054.050=d ，m m 075.075=d ，m m 041.025=d 。
平均粒径：069.01008675.6141141==∆∆=∑∑==i ii iipj pdp d ， 非均匀系数：353.1041.0075.02575===d d ϕ。
半对数坐标纸上的沙重百分数p的分布图2468101214161820220.010.11粒径（mm）沙重百分数（%）半对数坐标纸上的粒配累积分布曲线1020304050607080901000.010.11粒径（mm）小于某粒径之沙重百分数（%）（2）、对数概率坐标纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线 （3）、方格纸上粒径组的沙重百分数P 的分布图及粒径的累积分布曲线方格纸上的沙重百分数p的分布图2468101214161820220.050.10.150.20.250.3粒径（mm）沙重百分数（%）方格纸上的粒配累积分布曲线10203040506070809010000.050.10.150.20.250.3粒径（mm）小于某粒径之沙重百分数（%）2.已知泥沙沉降处于过渡区的动力平衡方程式为（ω可查表）：223231)(ωρωρυγγd K d K d K s +=-令上式为 A=B+C要求计算并绘制d ～C B C +及d Re ～C B C +的关系曲线。
（取61π=K ，3/65.2cm g s =γ，3/1cm g s =γ，水温为10℃，d 取～0.5mm ）,解：（1）确定系数K 1 和K 2将泥沙沉降处于过渡区的动力平衡方程式进行换算可得到：d v C gd C d v C gd K K d v K K d vK K s s 122131232322121--+⎪⎭⎫⎝⎛=-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=γγγγγγω无量纲系数32121K K C =，312K K C =根据实测资料分别取为：C 1=，C 2=，且已知61π=K ，则可确定得K 2= ，K 3= 。
（2）根据题意将计算项目和结果列于下表：水温为10℃时，水的密度ρ=1000kg/m 3,容重γ=9800N/m 3,运动粘性系数υ=×10-6m 2/s ，泥沙的容重γs =25980N/m 3。
·（3）绘制d ～C B C +及d Re ～CB C+的关系曲线d～C/(B+C)关系曲线0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.10.20.30.40.5粒径d（mm）C /(B +C )Re d ～C/(B+C)关系曲线0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.005.0010.0015.0020.0025.00Re dC /(B +C )3.有一卵石，d=，64:66:69d c :d b :d a =，从水深h=10m 的水面抛入水中，水的流速为u=1m/s ，若不考虑动水流动的影响时，求卵石沉到河底的水平距离。
解：根据题意可求出卵石长、中、短轴的长度分别为a=0.15m ，b=，c=0.07m 。
运用考虑形状影响的沉速公式gd ab c 72.1s 32γγγω-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=，求得沉速为： m/s1.510.18.91165.20.100.1507.072.1gd ab c 72.132s 32=⨯⨯-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=γγγω 则卵石有水面沉到河底所需时间为： s ..ωh t 62651110===，由于不考虑动水流动的影响，所以卵石沉到河底的水平距离为：m ..ut l 6266261=⨯==。
4.一种天然沙，粒径d=2.5mm ，计算这种天然沙处于临界起动状态时的直接作用流速。
在宽浅天然河道中，水深为8.5m ，比降为1/1000，糙率为时，这种泥沙是否会被冲刷如果在室内实验水槽里，水深为25cm 时，其起动流速是多少（计算u bc 时32=α）解:（1）计算临界起动底速u bc》临界起动底速mc m s L D bc hd U αm gd γγγa C K a C K a K u ⎪⎭⎫⎝⎛+=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=)1(221221133，其中起动流速ms c d h gd γγγηU ⎪⎭⎫⎝⎛-=，根据沙莫夫公式取η=，m=1/6，代入上式得：m/sgd γγγηm)α(h d d h gd γγγηm)α(h d U αm u s m mm s m mc mbc 0.25105.28.91165.214.132)611(11)1(361=⨯⨯⨯-⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=-+=⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎭⎫⎝⎛+=-（2）计算实际平均流速U 及起动流速U c在宽浅天然河道中，水力半径R=h=8.5m ，根据谢才公式及曼宁公式计算实际平均流速： m/s ..J R n RJ C U 302.11000015803201121322132=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=== 根据沙莫夫公式计算起动流速：m/sd h gd γγγU s c 897.0105.25.8105.28.965.114.114.1613361=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=-- 由于U ＞U c 即实际平均流速大于起动流速，所以这种泥沙会被冲刷。
（3）h=25cm 时，计算起动流速根据沙莫夫公式得h=25cm 时，起动流速为：m/sd h gd γγγU s c 498.0105.21025105.28.965.114.114.16132-361=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=--；5.长江界牌河段，某年元月初，浅滩部分的航深不足3m ，此时水位已接近设计库水位，试判断当水位达到设计枯水位时，航道有无可能被冲刷有关资料如下：（1）设计枯水位13.49m ，相应流量4500m 3/s ，其中要求航宽范围内浅滩部分通过的流量占全断面流量的1/4。
（2）浅滩部分床沙中值粒径为0.24mm 。
（3）航道通过浅滩，要求航宽为800m ，在范围内的断面资料如下表：解：（1）计算设计枯水位时航宽范围内断面实际平均流速设计枯水位时航宽范围内浅滩部分通过的流量：s /m 1125450041Q 41Q 3=⨯==枯， 航道通过浅滩范围内的断面面积：&2m 1309)39.249.0(14021)49.089.1(2502189.1270)89.139.2(14021A =+⨯⨯++⨯⨯+⨯++⨯⨯=浅滩范围内的断面图11.011.512.012.513.013.57008009001000110012001300140015001600起点距离（m）河底高程（m ）所以航宽范围内断面实际平均流速 m/s .A Q U 859013091125=== （2）计算航道泥沙起动流速由于航道通过浅滩时，要求航宽为800m ，则浅滩范围内断面平均水深m .B A h 63618001309===。
根据沙莫夫公式计算起动流速为： m/sd h gd γγγU s c 312.01024.0636.11024.08.965.114.114.1613361=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=-- （3）判断航道有无冲刷由于U ＞U c ，即实际平均流速大于起动流速，所以航道会被冲刷。
6.某水库下泄水流为清水，其下游河道将发生冲刷，当下泄流量为500m 3/s ，河道宽为200m ，过水断面面积为500m 2，泥沙平均粒径为5.5mm 的条件下，河床冲深多少 解：（1）判断河床是否会被冲刷…实际平均流速 ： m/s A Q U 1500500===，起动流速根据沙莫夫公式计算：m/sd h gd γγγU s c 439.0105.55.2105.58.965.114.114.1613361=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=--由于U ＞U c ，即实际平均流速大于起动流速，所以河床会被冲刷。
（2）计算河床冲深设河床冲深为h ∆，则根据题意可通过关系式c U U =求出河床冲深h ∆即：()6114.1⎪⎭⎫⎝⎛∆+-=∆+d h h gd B h h Q s γγγ将已知数据代入上式得：()6133105.55.2105.58.965.114.12005.2500⎪⎭⎫⎝⎛⨯∆+⨯⨯⨯⨯=⨯∆+--h h ，解此方程可得到：cm m h 13 13.0==∆，即河床冲深13cm 。
—7.有一条灌溉渠道，断面如图所示，通过粘性土壤地区，泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，渠道长10公里，渠道坡降为1/3000，问引取清水，渠道水深为2m 时，会不会发生冲刷如果发生冲刷，应如何修改渠道（n=） 解：（1）计算渠道水流的实际平均流速渠道过水断面面积：m mh bh A 825.12122=⨯+⨯=+=， 湿周：m 21.825.11211222=⨯+⨯+=++=h m b χ， 水力半径：m 97.021.88===χAR ， 根据谢才公式和曼宁公式计算渠道水流的实际平均流速：m/s .J R n RJ C U 89.03000197.00201121322132=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=== （2）计算渠道泥沙起动流速由于泥沙组成的平均粒径为0.03mm ，属于粗粉土，所以采用考虑粘性的张瑞瑾公式计算渠道泥沙起动流速了：m/s59.0)1003.0(210000000605.01003.065.16.171003.0210000000605.06.172172.03314.032172.014.0=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++-⎪⎭⎫ ⎝⎛=---d h d d h U s c ρρρ由于U ＞U c ，即渠道实际平均流速大于泥沙起动流速，所以渠道会发生冲刷。
!（3）为减少冲刷，可采用减缓渠道坡降的途径来修改渠道。
8.某河道型水库长20公里，河床坡降为1‰0，当入库流量为1000m 3/s 时，全库区平均河宽为200m ，回水末端以上平均水深5m ，库区河底为均匀沙，d 50=3mm ，问在上述水流条件下河床上的泥沙会不会向坝前推移到达何处将停止推移（库区水面接近水平） 解：（1）计算回水末端以上实际平均流速回水末端以上平均过水断面面积：2m 10005200=⨯==Bh A ， 实际平均流速：m/s 110001000===A Q U 。