河流动力学复习要点.doc

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1、异重流：两种密度(比重)相差不大、可以相混的流体，在条件适宜时因密度(比重)差异而产生的相对运动，但在运动过程中不发生全局性紊动掺混的相对运动。异重流的分类：温差异重流(温度)，盐水异重流(溶解质含量)，浑水异重流(含沙量)；下异重流，上异重流，中异重流。浑水异重流对水利建设方面的影响：对水库淤积的影响：蚕食有效库容、增加坝体压力，可因势利导排沙，官厅水库因异重流排沙达1/3，对于底坡大的水库，可达到2/3。⑵对航运的影响港池、船闸为盲肠渠道，常为静水，具有形成异重流的条件，易因异重流淤积而碍航。异重流的特性：异重流的重力作用显著减小，异重流的惯性作用相对增强

2、。(三)异重流的阻力作用十分突出(相对清水极大增强)异重流的密度：浑水重度=((清水重量)+(泥沙重量))/体积；单位体积浑水的水下重量：异重流的有效有效重力加速度g′：异重流运动方程：盲肠河段：一端与河道连通，而另一端封闭的河段(1)具有形成异重流的条件：盲肠内:静水and清水；河道内:动水and浑水；密度差产生交界面压力差，外河道浑水由底部潜入盲肠河段，从而产生异重流(2)异重流潜入盲肠河段沿程淤积：异重流速度逐渐减慢，挟沙能力下降，浑水中的泥沙沿程沉淀，粗颗粒淤积在口门附近，较细颗粒沿程淤积在盲肠河段内部、(3)横轴纵向环流使异重流循环往复地将泥沙输入盲

3、肠河段(动量和质量平衡)由于淤积而变清的潜流在盲端上升成为面流，反向流向口门，与底层潜入的浑水形成横轴纵向环流(4)立轴回流引起回流淤积，形成拦门沙：口门处河道水流的切力作用使得交汇处形成立轴漩涡(回流)，回流区将外河道主流与盲肠河段静水区隔离，主流含沙量大于回流区，水流紊动扩散作用使得泥沙由主流区进入回流区，较粗颗粒沉积在回流区，较细颗粒随浑水潜入盲肠段1.回流区的存在不仅拦截粗颗粒泥沙，而且影响异重流的输沙量。淤积厚度自口门向内逐渐减小，拦门沙淤积体的外坡较陡2.回流区拦门沙淤积体虽然较集中,范围不大,但淤积厚,对航行十分不利防止和减少异重流以及回流对盲肠

4、式引航道和挖入式河港造成淤积，措施如下：1.船闸置于枢纽凹岸一侧(深槽稳定，凸岸有回流和缓流区)2.挖入式港池或口门的布置应注意河床演变和泥沙运动：顺直微弯河段：口门不宜布置在可动边滩的下游侧；分叉河段：港池不宜布置在衰亡汊道；弯曲河段：口门应布置在凸岸顶点下游的贴流区；口门不能布置在容易出现回流或缓流的矶头、凸嘴或凸出岸线建筑物以及支流交汇点的下游侧3.港池出口方向指向下游，口门轴线与主流交角越小越好，但需满足航行需要(船大不好掉头)4.尽量缩小口门宽度和水深在盲肠河段内设置适量流速的外泄水流4.异重流流速很小，易受干扰，小流速的外泄水流将极大削弱异重流5.

5、口门设置防淤帘第五章河床演变：河道在天然情况下或受人工建筑物的影响所发生的变化；广义:河道从河源到河口所流经河谷的各个部分的形成和发展的全部历史，属地貌学的研究范畴狭义:只限于近代冲积河道的演变发展，属河流动力学的研究范畴。分为：纵向变形和平面变形；单向变形和复归性变形。长河段和短河段。河床变形的原理：水流与河床的自动调整作用-输沙不平衡引起河床变形→河床变形又促使输沙平衡(即使变形停止)。河床演变的主要因素：上游河段来水量(上游流量、流速等)及其变化过程；上游河段来沙量与组成(级配)及其变化过程；本河段河谷比降；本河段河床形态。冲积平原河流：①②起主导作用(

6、来水来沙条件，因水流主导)山区河流：③④起主导作用(因河床主导)。河型分类：山区河流；平原河流（弯曲河道，分汊河道，顺直（微弯）河道，游荡河道），潮汐河道。山区河流水流特征：洪水暴涨猛落(历时短)；流量与水位变幅大；中水历时短(枯水历史长)山区河流河床演变特性：峡谷段洪冲枯淤；宽谷段(浅滩)洪淤枯冲(洪水冲谷淤滩，枯水冲滩淤谷)；弯曲型山区河流:横断面变形小(两岸山崖阶地钳制，自由活动余地小，河床蠕动只能顺着河谷方向平移)；山区分汊河流:江心州和心滩位置较固定，两汊居多(橘子洲头)；山区河流河床的卵石运动：间歇性(时间分布上)、不连续性(空间分布上)→输沙率波

7、动大；溪口滩:沿程溪沟汇入处，常有大量砂石堆积在溪口，形成扇形冲积体，将航道缩窄，甚至堵塞。平原河流:流经广阔的冲积平原地区的河流(通常来自于山区河流，横向约束消失，流速降低，泥沙大量淤积)平原河流水流特征：洪水无猛涨猛落。洪水期水流漫滩，河面宽阔。流量与水位变幅小。中水历时长。中枯水期水流限制在主河槽中流动平原河流河床形态：①平面形态:河床边界条件限制：顺直(微弯)型、弯曲型、游荡型和分汊型2.纵剖面:纵坡平缓，河床沿程走向由一系列的深槽和浅滩组成，呈高低不平、波浪起伏状态，两深槽之间的浅滩处，水深不足，常是船舶航行的主要障碍。横断面:取决于河型顺直微弯(抛

8、物/矩形);弯曲河道(不对称三角形);