水文学原理-第11章 河流泥沙

泥沙流运动规律的研究与模拟一、引言泥沙流是指河流中悬浮的泥沙颗粒在水流的作用下产生的一种流动形态。

泥沙流的产生对于河流的环境和生态产生了深刻的影响，因此泥沙流运动规律的研究对于水利工程、生态环境等领域具有重要的意义。

本文将对泥沙流运动规律的研究与模拟进行探讨。

二、泥沙流运动规律的研究1.泥沙流运动的分类根据泥沙流内部物理特点的不同，泥沙流运动可以分为四种类型：均匀流动、层状流动、密度流动和浅滩流动。

均匀流动是指泥沙颗粒的浓度相等，无论在垂直方向或水平方向上，泥沙流的浓度分布都呈现均匀的状态。

层状流动是指泥沙颗粒在垂直方向上存在着一定的分布，通常为浓密层和稀疏层的叠加。

密度流动是指由于泥沙颗粒的密度和水的密度存在差异而产生的流动，流经河道断面时呈俯冲形状态。

浅滩流动是指泥沙颗粒悬浮状态下流经浅滩时，泥沙颗粒会沉积在浅滩上，形成浅滩面上的泥沙流。

2.泥沙流运动的基本特征泥沙流运动的基本特征是泥沙颗粒的浓度、流速和底面负荷，而泥沙流的速度、浓度和质量通常分别用平均流速、平均浓度和流量来衡量。

在泥沙流的运动过程中，由于水流和泥沙颗粒之间相互作用，泥沙颗粒会发生弥散、沉淀和输移等一系列现象。

3.泥沙流运动的影响因素泥沙流运动的影响因素包括流量、流速、泥沙颗粒的大小、质量和型态等。

其中，流量和流速是泥沙流的重要参数，泥沙颗粒的大小、质量和型态是影响泥沙流输移和沉积特征的重要因素。

4.泥沙流运动的数学模型泥沙流运动的数学模型包括动力学模型和输移模型。

动力学模型是基于质量、动量和能量守恒原理建立的，用来描述泥沙颗粒在水流中的加速度和速度随时间的变化。

输移模型是基于泥沙颗粒在水流中的输移过程建立的，用来描述泥沙颗粒在水流中的输移路径和输移机制。

三、泥沙流的模拟泥沙流的模拟可以通过物理模型和数值模型两种方式进行。

1.物理模型物理模型是基于实验进行的，通常采用室内或室外的实验田进行模拟。

物理模型对实验条件要求较高，但实验仿真效果更加真实，并且可以对实验中各个参数进行实时监测和调节。

水利工程：工程水文学考试答案三1、单选水循环的途径及循环的强弱，决定了水资源的OOA.地区分布B.量与质C.时程变化D.A+C正确答案：D2、单选下面对径流系数的描述正确的是OoA∙无量纲，小（江南博哥）于1B.有量纲，小于1C.无量纲，大于1D∙有量纲，等于1正确答案：A3、单选流域最大蓄水容量Im不包括OcA.植物截留量B.填洼损失量C.土壤饱和缺水量D.河槽容蓄量正确答案：D4、问答题一次洪水中，是涨水期长还是落水期长？为什么？正确答案：•次洪水，涨水期短，落水期长。

因为降雨停止后，流域上的净雨还需要一段汇流时间才能进入河网，经过河网的汇流、调蓄才能通过水文测SA05、问答题实施水资源可持续利用发展战略有何意义？正确答案：在水资源开发利用中，应当使预期得到的社会效益和环境效益，亦即正面效益与因开发利用所导致的不利于环境的副作用，亦即负面效益相'F 衡，并力求前者稍大于后者以利人类社会的不断完善和进步。

6、单选采用一层模型计算流域蒸散量时，假定流域蒸散发量与流域蓄水量OOA.无关B.相关C.成正比D.成反比正确答案：C7、单选产生壤中流（表层流）的条件是通气层中存在相对不透水层，并且它上面土层的下渗率与该层的相比，要（）A.前者较大B.二者相等C.前者较小D.前者小于.等于后者正确答案：A8、多选不连序系列的经验频率计算常采用OA.独立样本法B.统一样本法C.经验处理法D.随机抽样法E.期望公式法正确答案：A,B9、单选蓄满产流方式，产流计算不需要计算O»A.初损量IOB.流域时段蓄水量WAtC流域时段蒸散发量EAtD∙流域时段平均雨量PAl正确答案：A10、单选根据水量平衡原理，海洋上多年平均降水量与多年平均流入的径流量之和相比，其多年平均蒸发量OβΛ.多B.少C.相等D,或多或少正确答案：C11、单选甲乙两流域除河网密度甲大于乙的外，其它流域下垫面因素和气象因素均相同，对相同降雨所形成的流量过程，甲流域的洪峰流量比乙流域的OA.峰现时间晚.洪峰流量小B.峰现时间早.洪峰流量小C.峰现时间晚.洪峰流量大D.峰现时间早.洪峰流量大正确答案：D12、问答题水文测站的观测项目有哪些？正确答案：水文测站观测项目有水位、流量、泥沙、降水、蒸发、地下水、水文、冰情、水质等。

河流动力学及泥沙汇报人：日期:•河流动力学概述•河流动力学的基本原理•泥沙的基本性质•河流泥沙运动的基本规律•河流泥沙问题的解决策略与案例分析•河流动力学及泥沙研究的前沿与展望01河流动力学概述河流动力学的定义和研究内容河流动力学的定义河流动力学是研究河流运动规律和物理机制的科学，它涉及到水文学、气象学、地貌学、物理学等多个领域。

研究内容主要包括河流的流速、流量、水位、水深、泥沙输移、河床演变等，以及由这些要素组成的流域水沙循环系统的宏观过程和微观机制。

河流动力学的重要性理论意义实践意义河流动力学的发展历程起源发展现状02河流动力学的基本原理动量方程描述水流中单位时间内动量守恒的原理。

能量方程描述水流中单位时间内能量守恒的原理。

连续方程水流运动的基本方程单位时间内通过某一断面的水量，通常用立方米/秒或加仑/秒为单位表示。

河流水位与流量流量水位流速流态河流的流速与流态阻力水流运动中受到的阻力，包括摩擦阻力、涡旋阻力等。

能量消耗水流运动中能量损失的大小，通常用能量方程计算。

河流的阻力与能量消耗03泥沙的基本性质根据泥沙的组成、搬运方式和沉积特点，可分为无机泥沙、有机泥沙和生物碎屑等。

特性泥沙具有不同的物理、化学和生物特性，如粒径、形状、密度、硬度、耐磨性等，这些特性影响其搬运、沉积和地貌形成的过程。

分类泥沙的分类与特性VS泥沙的搬运与输移搬运方式输移过程泥沙的沉积与地貌形成沉积类型地貌形成04河流泥沙运动的基本规律泥沙颗粒的碰撞与粘附泥沙颗粒的离散与聚集牛顿力学模型泥沙运动的力学模型01阻力与浮力的计算公式02阻力系数与浮力系数的确定03阻力与浮力对泥沙运动的影响泥沙运动的阻力与浮力床面形态的分类与特征水沙平衡的概念及建立床面形态对河流动力学行为的影响010203泥沙运动的床面形态与水沙平衡05河流泥沙问题的解决策略与案例分析03植物防护01河道整治02疏浚与清淤河流治理与泥沙控制的一般方法水库淤积由于入库水流携带的泥沙超过了水库的调节能力，导致水库淤积。

水文学原理•名词解释1、水文大循环和小循环：水文循环:地球上的水在太阳辐射和重力作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗及径流等环节，进行的周而复始的地理位置和物理形态的变换的运动过程。

水的三态转化特性是水文循环的内因，太阳辐射和重力作用是外因或动力。

1）水文大循环是发生于全球海洋与陆地之间的水分子交换过程。

由海洋上蒸发的水汽，被汽流带到大陆上空，遇冷凝结而形成降水.降水至地面后,一部分蒸发直接返回空中,其余部分都经地面和地下注入海洋。

2）水文小循环是指陆地上的水分经蒸发、凝结作用又降落到陆地上，或海洋面蒸发的水汽在空中凝结后，又以降水形式降落在海洋中。

前者可称为内陆小循环，后者称海洋小循环。

2、水量平衡：是指任意选择的区域（或水体），在任意时段内，其收入的水量与支出的水量之差必等于该时段区域（或水体)内蓄水的变化量，即水在循环过程中,总体上水量是平衡的。

3、流域蒸发能力：是指充分供水条件下的流域日均总蒸发量。

4、田间持水量：土壤中所能保持的分子水和毛管悬着水的最大量5、凋萎系数：植物无法从土壤中吸收水而开始凋萎枯死时的土壤含水量6、水系: 在河流运动过程中，逐渐由小溪、小河集成大河，这样便构成脉胳相通的河流系统。

7、流域形状系数：是流域分水线的实际长度与流域同面积园的周长之比，R=A/L2R:形状系数, A：流域面积（km2）；L:流域长度(km)R值小，流域呈长形,流域水流变化缓和；反之，则水流变化剧烈.8、径流模数: 指流域出口断面流量与流域面积的比值。

M＝Q/F ，m3/s·km29、水质：水体质量的简称。

水分子H2O，化学成分复杂，水中有80多种化学元素.水中有8大离子：K+、Na+、Ca+、Mg+、Cl—、SO42—、HCO3—、CO32-10、最小值定律：植物生长取决于外界给它的所需养分中数量最少的一种.11、输沙率:单位时间内通过断面的泥沙含量.Q s=QP ,Q s－悬沙输沙率(kg/s）；Q－流量（m3/s）；P－断面平均含沙量（kg/m3）12、流域蓄水容量曲线:如果把全流域按蓄水容量大小划分成许多小块，然后把蓄水容量由小到大进行排列，并和其相应的面积（%)绘在一张图上，纵坐标是蓄水容量Wm’,横坐标是小于或等于蓄水容量Wm的各小块面积之和F0占全流域面积F的百分数（F0/F）、点绘的Wm’~F0/F关系曲线，称流域蓄水容量曲线。

泥沙粒径的测量方法泥沙粒径是河流、湖泊、海洋等水体中泥沙的基本属性之一，对于水文学、地质学等领域的研究具有重要意义。

本文主要介绍了泥沙粒径的测量方法，包括筛分法、激光粒度仪法、显微镜法等。

通过比较不同方法的优缺点，可以选择合适的方法进行泥沙粒径的测量。

关键词：泥沙粒径；筛分法；激光粒度仪法；显微镜法引言泥沙是指由各种岩石、矿物、有机物等经过风化、水力作用等自然力量作用下形成的颗粒状物质，其粒径大小不一。

泥沙在地球表面的各种水体中广泛存在，对于水文学、地质学等领域的研究具有重要意义。

泥沙粒径是泥沙的基本属性之一，通过对泥沙粒径的测量可以了解泥沙的物理特性，为水文学、地质学等领域的研究提供依据。

本文主要介绍泥沙粒径的测量方法，包括筛分法、激光粒度仪法、显微镜法等。

一、筛分法筛分法是最常用的泥沙粒径测量方法之一，其原理是通过将泥沙分为不同粒径级别，然后计算每个粒径级别的粒径分布。

具体步骤如下：1.准备筛分器和标准筛网。

筛分器通常由一个筛框和一组筛网组成，筛网的孔径大小应符合国家标准。

2.将待测泥沙样品倒入筛框中，然后用筛分器进行筛分。

筛分时间和筛分次数应根据泥沙粒径的大小进行调整，以保证筛分效果。

3.将每个粒径级别的泥沙重量记录下来，然后计算每个粒径级别的粒径分布。

筛分法的优点是简单易行、费用低廉，可以快速测量大量的样品。

缺点是只能测量较大的泥沙粒径，对于细粒泥沙的测量效果不佳。

二、激光粒度仪法激光粒度仪法是一种现代化的泥沙粒径测量方法，其原理是通过激光散射和衍射的原理测量泥沙颗粒的大小和分布。

具体步骤如下： 1.准备激光粒度仪和待测泥沙样品。

将泥沙样品加入到激光粒度仪的样品池中。

2.开启激光粒度仪，调整好激光的功率和测量参数，然后进行测量。

3.将测量结果转换为粒径分布曲线，并对其进行分析和处理。

激光粒度仪法的优点是可以测量较小的泥沙粒径，精度高、可靠性好。

缺点是设备价格较高，需要专业的操作技术。

三、显微镜法显微镜法是一种精细的泥沙粒径测量方法，其原理是通过显微镜观察泥沙颗粒的形态和大小来确定其粒径大小。

水文学原理试题及答案一、选择题。

1. 水文学是研究水文现象的科学，其研究对象是（）。

A. 地表水和地下水。

B. 河流和湖泊。

C. 雨水和蒸发。

D. 冰川和冰雪。

答案，A。

2. 下列属于水文学研究的内容是（）。

A. 河流泥沙运移。

B. 河流水质。

C. 河流水位变化。

D. 以上都是。

答案，D。

3. 水文学研究的主要任务是（）。

A. 揭示水文现象的规律。

B. 预测水文变化。

C. 水资源管理。

D. 以上都是。

答案，D。

4. 水文学的基本原理是（）。

A. 水的循环。

B. 水的地下运移。

C. 水的地表径流。

D. 水的蒸发。

答案，A。

5. 下列属于水文学研究方法的是（）。

A. 实地观测。

B. 数学模型。

C. 实验室模拟。

D. 以上都是。

答案，D。

二、填空题。

6. 水文学研究的基本原理之一是水的（）。

答案，循环。

7. 水文学研究的主要任务之一是（）水文变化。

答案，预测。

8. 水文学研究的内容之一是河流的（）运移。

答案，泥沙。

三、简答题。

9. 请简要说明水文学的研究对象及主要任务。

答案，水文学的研究对象包括地表水和地下水，主要任务是揭示水文现象的规律，预测水文变化，进行水资源管理。

10. 请简要说明水文学的基本原理是什么。

答案，水文学的基本原理是水的循环，即水在地球大气圈、地表圈和地下圈之间不断循环运动。

四、综合题。

11. 请结合具体实例说明水文学的研究方法及其在实际中的应用。

答案，水文学的研究方法包括实地观测、数学模型和实验室模拟。

比如，通过对河流水位、水质和泥沙运移等进行实地观测，建立数学模型预测洪水发生的可能性，以及通过实验室模拟研究水文现象的规律。

这些方法在实际中可以帮助我们更好地了解水文现象，预测水文变化，保护水资源，防止水灾等。

结语。

水文学作为一门重要的地学科学，对于我们认识地球水资源、预测水文变化、保护水环境等方面具有重要意义。

希望本文所述的水文学原理试题及答案能够帮助大家更好地理解水文学的基本概念和原理，提高对水文学知识的掌握程度。

河流悬移质泥沙测验规范河流悬移质泥沙的测验是指测定河流的悬移质的物理性质及化学性质，也可以称之为河流悬移质测验规范。

近几十年来，河流悬移质的测验技术在水文学、环境科技等领域取得了重大进展，并在污染防控、水资源保护等领域有着重要的应用价值。

本文分析了河流悬移质的测验原理，并提出了河流悬移质测验规范的具体要求。

一、河流悬移质测验原理河流悬移质测验技术的基础是河流悬移质与流体流动性状态之间关系的综合研究。

测验原理可总结为三点。

1.流体流速、浓度和悬移质物理性质之间的关系：悬移质的浓度以重力线形式表示，悬移质的大小和形态及流速、浓度之间存在一定的关系，测量这种关系可以对悬移质的类型和量进行判断。

2.悬移质物理及化学性质之间的关系：悬移质的类型及量与它的物理及化学性质有着密切的关系，如悬移质的颗粒度、溶度、表面张力、离子强度、旋光率等物理、化学及毒理性质。

3.水体污染物的移动及其与流体特性的关系：污染物的迁移与流体的特性密切相关，如流速、浓度、粒径、温度及污染物的分解情况等。

测量污染物移动情况可以了解污染物的源、转移及河流水质的变化趋势。

二、河流悬移质测验规范1.采样要求：根据测量河流悬移质的要求，采样方法可分为取表面样和取深底样两种，测试时需尽量采用多点多次采样，最少采样三次以上。

2.样品容器要求：采集及运输悬移质样品时应选用不含氯离子、不会形成腐蚀性氢气的容器。

3.测验参数：测验中测量的悬移质参数涉及大小、形态、物理性质、化学性质等多个方面，如悬移质粒径、密度、浊度、水分、溶解性气体、酸碱度、离子强度、表面张力、各种溶解无机离子等。

4.检测方法：悬移质的测试可采用原子吸收、紫外分光光度折射、荧光分析、胶体金电泳等测试方法。

三、结论河流悬移质的测验是河流水质的重要监测技术，它不仅能够反映河流悬移质的状态，而且在污染防控等领域具有重要的应用价值。

依据河流悬移质测验规范，每一次测量应采用多点多次采样，并以容器要求、测验参数、检测方法等为基础，不断完善和提高河流悬移质测验技术，以保障河流的正常运行。