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过渡区泥沙沉速公式过渡区是水体中的沉积物环境，可以产生丰富的自然资源。
为了实现水体中的稳定沉降，人们必须认识到过渡区泥沙沉积作为原料的重要性并实施相应的管理措施。
因此，弄清楚过渡区泥沙沉积速度是十分必要的。
过渡区泥沙沉速是指泥沙沉积在过渡区中的速率及其影响因素，它有三个主要组成部分，即沉积物的性质、流体性质和水体环境。
在运用过渡区泥沙沉速公式之前，一定要充分了解上述三个因素，这样才可以正确预测泥沙沉积的速度。
性质是指沉积物的大小、形状和特征，有助于预测沉积物的运动方式，也就是决定沉积速度的主要因素。
流体性质则是指水流速度，水流速度快的话沉积物会更容易沉降，从而增加沉积速度；流体的温度、高度和压力也会影响沉积速度。
此外，水体的环境也会影响沉积速度，包括水体深度、流动方向和水温等。
过渡区泥沙沉速公式可以很好地反映上述因素对泥沙沉积的影响。
一般来说，公式的表达式是由三个重要参数决定的，即泥沙的密度、水体的流速和水体深度。
例如，在计算过渡区泥沙沉积速度时，可以使用过渡区泥沙沉速公式：沉积速度=泥沙密度×水体流速2×水体深度换言之，过渡区泥沙沉速公式可以用来计算在水体中沉积的泥沙的速度。
在实践中，该公式的结果与其它实验数据结果相符合，表明这种计算方法是正确的，也为水体管理提供了有利的参考依据。
计算过渡区泥沙沉积速度时，还应注意其它环境变量，比如水温和流动方向。
一些研究认为，在过渡区泥沙沉速公式中考虑水温对结果有明显影响，例如增加水温可能会减缓沉积速度。
此外，流动方向也会影响沉积物的沉积方向和沉积速度。
过渡区泥沙沉速公式的运用为水体管理和利用提供了有效的参考依据，用以区分各种影响因素对泥沙沉积的影响程度，从而优化整个水体的沉积状况。
另外，还可以利用过渡区泥沙沉速公式来预测沉积物的变化，从而提高针对过渡区泥沙沉积管理的有效性和可行性。
总之，过渡区泥沙沉速公式是一项基础而重要的研究，其结果与实际观察结果接近，有助于更好地了解水体环境中泥沙沉积的特征，为水体管理和利用提供参考依据。
颗分方法粒径计泥砂的沉速公式颗粒方法粒径计泥砂的沉速公式是通过考虑颗粒与水的相对速度来确定颗粒在水中的沉降速度。
这个公式是根据斯托克斯公式推导出来的。
斯托克斯公式是描述球形颗粒在粘性流体中的沉降速度的经验公式，其公式为：V=(g*D²*(ρp-ρf))/(18η)其中，V 是颗粒的沉降速度（m/s），g 是重力加速度（m/s²），D 是颗粒的直径（m），ρp 是颗粒的密度（kg/m³），ρf 是流体（水）的密度（kg/m³），η 是流体的动力粘度（Pa·s）。
我们可以将斯托克斯公式应用于泥砂颗粒的沉降速度计算。
然而，泥砂颗粒的形状和密度往往不规则，不仅仅是球形，因此这个公式可能会有一定的误差。
此外，颗粒之间的相互作用和底部沉积物的局部条件也可能影响沉降速度。
为了考虑这些因素，可以使用修正的斯托克斯公式，该公式考虑了实际颗粒的形状和粗糙度。
修正公式如下：V=(g*Df*(ρp-ρf))/(18η*(1+2λ/Df))其中，Df是颗粒的等效直径（m），λ是颗粒形状系数。
在具体应用中，可以通过实验或者颗粒形状参数估计方法来确定颗粒的等效直径和形状系数。
这样就可以使用修正的斯托克斯公式来计算泥砂颗粒的沉降速度。
需要注意的是，以上公式仅适用于固液两相之间无相互作用的情况。
在实际情况中，泥砂颗粒之间可能存在相互碰撞和沉积，因此，在这种情况下，需要考虑颗粒浓度、颗粒尺寸分布等更复杂的因素，来更准确地计算泥砂颗粒的沉降速度。
总结起来，颗粒法粒径计泥砂的沉降速度公式是根据斯托克斯公式推导出来的，但考虑到泥砂颗粒的形状和密度等因素的不规则性，可以使用修正的斯托克斯公式来更准确地计算泥砂颗粒的沉降速度。
这些公式仅适用于固液两相之间无相互作用的情况，如果存在相互作用，则需考虑更复杂的因素。
潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评Ⅱ——计算方法与公式万远扬;吴华林;沈淇;顾峰峰【摘要】作为“潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评”的第二部分,详细介绍了在潮汐环境下确定细颗粒泥沙沉降速度的计算公式与相关方法.通过正式文献可以考证的,关于细颗粒泥沙沉速的计算公式逾百种,每个公式均有其一定理论或经验的背景,本文系统地分析并对比了不同背景的计算公式和方法:1)以粒径为主要因子的半经验公式(武水公式、Stocks公式等),忽略了细颗粒泥沙的基本沉降特性；2)以合沙量为主要变量的泥沙沉速经验公式,不同研究者得到的结果或者公式的参数差异较大,在没有确认其计算条件、计算方法、测量工具、适用条件前,需谨慎选择,不能简单吸纳,尤其是在盐淡水混合的潮汐环境下,其相关关系和影响因子具有较强的特定性；3)劳斯公式拟合法所得的“有效沉速”,在计算过程把不同因子导致的泥沙颗粒向下的运动均归为泥沙重力沉降过程,物理概念不清晰；4)麦克劳林公式计算细颗粒泥沙沉速,符合沉速的物理定义,其理论性和物理意义也较强.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P16-20)【关键词】潮汐环境;细颗粒泥沙;沉降速度;经验公式;长江口【作者】万远扬;吴华林;沈淇;顾峰峰【作者单位】上海河口海岸科学研究中心,上海201201;联合国教科文组织—水教育学院,代尔夫特2601DA,荷兰;上海河口海岸科学研究中心,上海201201;上海河口海岸科学研究中心,上海201201;上海河口海岸科学研究中心,上海201201【正文语种】中文【中图分类】TV856本文作为“潮汐环境下细颗粒泥沙沉降速度研究述评”的第2部分，主要汇总介绍已有的、在潮汐环境下确定细颗粒泥沙沉降速度的计算公式及计算方法。
对于细颗粒泥沙而言，一般难以通过记录其运动轨迹来直接计算沉速，因此只能通过间接方法推求。
到目前为止，在工程实际和相关应用中，细颗粒泥沙沉降速度的计算公式或方法大致可分为以下几类。
泥沙沉速公式泥沙沉速公式研究泥沙沉速时很多方法都是从球体出发，但天然泥沙并非球体，它在下沉时受到的阻力比球体大，其阻力系数通常根据实验确定，关于泥沙的沉速，中外学者提出不少计算公式。
岗恰洛夫公式(1)层流区 ( D < 0.15㎜ )：):(2)紊流区 ( D > 1.5㎜(3)过渡区 ( 0.15 < D < 1.5㎜ )：考虑层流区和紊流区沉速公式的结构形式，认为在过渡区来说，几个主要变量的次方，应该介于层流区与紊流区之间。
考虑量纲法则得到过渡区沉速公式β反映粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素。
D0=0.15cm，计算时D 应与D0的单位一致。
沙玉清公式（1）层流区 ( D < 0.1㎜ )：（2）紊流区 ( D > 2㎜ )：（3）过渡区 ( 0.1 < D < 2㎜ ) ：引进两个无因次判数，一个名为沉速判数Sa ，是沙粒雷诺数ωD/ν及阻力系数CD 的函数。
另一个名为粒径判数Φ，是沙粒雷诺数与沉速判数的函数 。
aS S D Dgνωνγγγφ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=3/23/13/1适用条件：当粒径为0.062到2.0mm 时张瑞瑾公式泥沙下沉时的有效重力31)(DK W S γγ-=K1为泥沙体积系数 泥沙下沉时颗粒所受阻力2232ωρωρυD K D K F +=K2和K3都是无因次系数 由W=F 得到gD K K D K K D K K S γγγυυω-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=31232322121D C gD C D C S υγγγυ1221--+⎪⎭⎫⎝⎛= 并通过大量的泥沙实测资料得出: C1= 13.95 , C2= 1.09则此公式可满足层流区、紊流区和过渡区的要求。
（1）层流区：（2）紊流区：窦国仁公式①既然在过渡区，绕流阻力有表面阻力和形状阻力两部分组成，所以过渡区总阻力F 总=F 表+F 形 。
②绕流属层流状态时，因为泥沙颗粒背后不发生分离现象，在泥沙的表面全部处于滞性状态，泥沙所受的阻力是F 表 。
泥沙沉速公式研究泥沙沉速时很多方法都是从球体出发，但天然泥沙并非球体，它在下沉时受到的阻力比球体大，其阻力系数通常根据实验确定，关于泥沙的沉速，中外学者提出不少计算公式。
岗恰洛夫公式(1)层流区( D < 0.15㎜)：):(2)紊流区( D > 1.5㎜(3)过渡区( 0.15 < D < 1.5㎜)：考虑层流区和紊流区沉速公式的结构形式，认为在过渡区来说，几个主要变量的次方，应该介于层流区与紊流区之间。
考虑量纲法则得到过渡区沉速公式β反映粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素。
D0=0.15cm，计算时D应与D0的单位一致。
沙玉清公式（1）层流区( D < 0.1㎜)：（2）紊流区( D > 2㎜)：（3）过渡区 ( 0.1 < D < 2㎜ ) ：引进两个无因次判数，一个名为沉速判数Sa ，是沙粒雷诺数ωD/ν及阻力系数CD 的函数。
另一个名为粒径判数Φ，是沙粒雷诺数与沉速判数的函数 。
aS S D Dgνωνγγγφ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=3/23/13/1适用条件：当粒径为0.062到2.0mm 时张瑞瑾公式泥沙下沉时的有效重力31)(DK W S γγ-=K1为泥沙体积系数泥沙下沉时颗粒所受阻力2232ωρωρυD K D K F +=K2和K3都是无因次系数 由W=F 得到gD K K D K K D K K S γγγυυω-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=31232322121D C gD C D C S υγγγυ1221--+⎪⎭⎫⎝⎛= 并通过大量的泥沙实测资料得出:C1= 13.95 , C2= 1.09则此公式可满足层流区、紊流区和过渡区的要求。
（1）层流区：（2）紊流区：窦国仁公式①既然在过渡区，绕流阻力有表面阻力和形状阻力两部分组成，所以过渡区总阻力F 总=F 表+F 形 。
②绕流属层流状态时，因为泥沙颗粒背后不发生分离现象，在泥沙的表面全部处于滞性状态，泥沙所受的阻力是F 表 。
泥沙沉速公式
研究泥沙沉速时很多方法都是从球体出发，但天然泥沙并非球体，它在下沉时受到的阻力比球体大，其阻力系数通常根据实验确定，关于泥沙的沉速，中外学者提出不少计算公式。
岗恰洛夫公式
(1)层流区( D < 0.15㎜)：
):
(2)紊流区( D > 1.5㎜
(3)过渡区( 0.15 < D < 1.5㎜)：考虑层流区和紊流区沉速公式的结构形式，认为在过渡区来说，几个主要变量的次方，应该介于层流区与紊流区之间。
考虑量纲法则得到过渡区沉速公式
β反映粒径和温度变化改变粘滞性影响的一个附加因素。
D0=0.15cm，计算时D应与D0的单位一致。
沙玉清公式
（1）层流区( D < 0.1㎜)：
（2）紊流区( D > 2㎜)：
（3）过渡区 ( 0.1 < D < 2㎜ ) ：引进两个无因次判数，一个名为沉速判数Sa ，是沙粒雷诺
数ωD/ν及阻力系数CD 的函数。
另一个名为粒径判数Φ，是沙粒雷诺数与沉速判数的函数 。
a
S S D D
g
ν
ωνγγγφ=⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛-=
3
/23
/13
/1
适用条件：当粒径为0.062到2.0mm 时
张瑞瑾公式
泥沙下沉时的有效重力
3
1)(D
K W S γγ-=
K1为泥沙体积系数
泥沙下沉时颗粒所受阻力
2
232ω
ρωρυD K D K F +=
K2和K3都是无因次系数 由W=F 得到
gD K K D K K D K K S γγγυυ
ω-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=312
32322121
D C gD C D C S υγγγυ1
22
1--+⎪⎭
⎫
⎝⎛= 并通过大量的泥沙实测资料得出:
C1= 13.95 , C2= 1.09
则
此公式可满足层流区、紊流区和过渡区的要求。
（1）层流区：
（2）紊流区：
窦国仁公式
①既然在过渡区，绕流阻力有表面阻力和形状阻力两部分组成，所以过渡区总阻力F 总=F 表+F 形 。
②绕流属层流状态时，因为泥沙颗粒背后不发生分离现象，在泥沙的表面全部处于滞性状态，泥沙所受的阻力是F 表 。
当进入过渡状态时，泥沙表面一部分面积仍然受到表面阻力F 表，而剩下的那一部分的面积由于水流的分离现象，产生了形状阻力。
根据实验观察，这个分离区域的大小，可以用分离角θ来表示。
所以F 表、F 形～θ有关。
③雷诺数ReD 表示惯性力与粘滞阻力的对比关系，而过渡区绕流阻力的变化过程正是粘滞
阻力和惯性阻力的互相消长过程，因此这个分离角θ应该与雷诺数有关θ= f(ReD )。
θ 随着ReD 的增大而增大，但增长率随ReD 的增大而减小。
用微分方程表示即
eD eD R A dR d =θ（A 比例系数——常数）积分后C R A eD ln =θ（C 积分常数）
θ=lg4 ReD
当ReD ≦0.25时，泥沙周围没有分离现象，这时θ=0，绕流呈层流状态。
当ReD ≧350时，泥沙周围布满着涡体， 此时θ=π，绕流呈紊流状态。
把这两个边界条件代入得到：C=0.25；A=0.434
)
4lg(25.0ln 434.03.2eD eD
R R =⨯=∴θ（ θ以弧度计）
但规定ReD< 0.25，取θ=0；
ReD > 350，取θ= π 。
④建立F 表、F 形～θ之间的关系
表面阻力ϕ
πμω⋅+=)163
1(3eD R D K F 表
K —颗粒形状的修正系数。
球体K=1；泥沙K=4/3 。
φ—关于泥沙表面受粘滞阻力作用的修正系数，实际上是分离区外的球冠面积与整个球面积的比值。
()θπθππcos 12cos 2222
+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+==D
D D D rh 球冠面积
过渡区阻力系数：
θ
θ2sin 2.1)cos 1(21)1631(32
+++='eD eD D R R C
泥沙在水中的有效重力：
)
(6
3
γγπ-=
S D W
当T=15℃，相应泥沙直径D=0.2～2.0㎜ 。
当ReD< 0.25，取θ=0；当ReD > 350，取θ= π 。
泥沙的起动流速公式
泥沙颗粒由静止状态转为运动状态时的临界水流条件，称起动的条件。
起动流速：当用水流垂线平均流速来表示起动条件时，该流速称为临界起动流速。
(1)无粘性均匀沙的起动流速公式
考虑的条件：泥沙粒径是均匀的；颗粒之间没有粘结力
促使颗粒运动的力是水流推移力FD 和上举力FL ，抗拒其运动的力是泥沙的有效重力W 。
g
u D a C F D D
22
02
1γ
=
g
u D a C F L L 22
02
2γ
=
量纲为㎏m/t2，a1= π /4 ;a2= π /4 。
CD ，CL 推移力及上举力系数。
a1，a2垂直于水流方向及铅直方向的沙粒面积系数。
3
3)(D
a W S γγ-=
a3沙粒的体积系数，a3= π /6 ，γS ：沙粒的容重。
如沙粒采取滚动形式起动，则起动临界条件的动力平衡方程为 K1D FD + K2D FL = K3DW
式中K1D 、K2D 、K3D 为FD 、FL 、W 的相应力臂， 得到：
3
332
222202
11)(22D Da K g
U D a DC K g U D a DC K S L D γγγγ-=+D
a K g
U a C K g U a C K S L D )(22332
222011γγγγ
-=+γ
γγ)()(22211332
a C K a C K gD a K U
L D S +-=
gD
a C K a C K a K U U S L D C γ
γ
γ-⋅
+=
=2
2113
3002U0C 表示起底流速（或临界底流速）
用垂线平均流速来表达代替底流速，采用指数流速分布公式有
m
h h y U U ⎪
⎭
⎫
⎝⎛=
U —垂线上某点（y 点）的速度（时均值） y —该点离开床面的距离 U — y=h 处即水流表面流速 h —水深 m —指数
则垂线平均流速
m U dy h y U h U h m
h
h +=
⎪⎭⎫
⎝⎛=⎰110 则 Uh=（1+m ）U ，代入前式有
m
h y U m U ⎪
⎭
⎫
⎝⎛+=)1（
如取y=aD 处的流速作为作用在沙粒上流速的平均值，有
m
m
h D U a m U ⎪
⎭
⎫
⎝⎛+=)1(0
m
S C D h gD U ⎪
⎭
⎫
⎝⎛-=γγγη
η 为综合系数
综合系数η只有通过起动流速的试验资料反求。
沙莫夫公式根据试验求得η=1.144，m=1/6。
对于天然泥沙平均重率为2.65t/m3,上式可以简化为
6/13/106.4h D U =
当床面大量起动时
6
/13/16h
D U C =
适用范围 D > 0.2㎜
岗恰洛夫公式取对数形式流速分布得到
适用 D=0.08～1.5㎜
(2)粘性泥沙的起动流速公式
窦国仁公式
公式单位为g 、cm 、s 制。
δ为薄膜水参数，可取
cm 410213.0-⨯=δ
k ε为粘结力参数23/56.2s cm k =ε
s K 为河床粗糙度，
,5.0mm d ≤cm mm K s 05.05.0==,5.0mm d >d
K s =
张瑞瑾公式
2
/172.0714
.0101005.66.17⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⨯+-⎪
⎭
⎫
⎝⎛=-d h d d h U s c γγγ其中
C1=1.34, C2=0.00000496, s=0.72, m=0.14,参考粒径d=1mm,将以上参数代入
式（3-11），并将公式中各变量均采用国际单位（kg 、m 、s 制），得
唐存本公式
指
数m 对于天然河道为1/6，
对于平整床面（如实验室水槽或d<0.01mm 的天然河道）为
06
.07.41⎪⎭
⎫ ⎝⎛=h d m
's
ρ：考虑空隙在内的床面泥沙的实际干密度；
'0s ρ：床面泥沙达到密实后的稳定干容重， 其
值为1.6t/m3。
C ： 粘结力系数，
m N C /10842.24
-⨯=
沙玉清公式
对天然沙，上式可简化为
公式单位除D 、δ以mm 计，其它量的单位为kg 、m 、s 制。
式中：δ为薄膜水厚度，取δ
＝0.0001mm ； e 为孔隙率，其稳定值为0.4。
