水文测验学,水文基础课程

第六章 泥 沙 测 验天然河流挟带的泥沙，直接影响河道的演变，也影 响着人类的发展。世界上很多河流挟带的泥沙，形 成的冲积平原、河谷和河口地区的三角洲大多是工 农业发达地区；同时，河床泥沙也可作为自然资源 加以利用，例如，可以改良土壤和作为建筑材料等。 但河流泥沙也给人类带来了一定的问题，例如，泥 沙在河渠、湖泊和水库等淤积，常给防洪、发电和 航运等造成困难；河床冲刷、水土流失会使生态失 去平衡。为达到兴利除害、解决泥沙问题，必须系 统地掌握河道泥沙信息，掌握时空变化规律，因此， 进行泥沙测验是十分必要的。

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第一节 泥沙运动及其分布 河流泥沙的运动及分类 一、 河流泥沙的运动及分类 河流向下游输送的不同颗粒大小的泥沙总称为全沙。 河流向下游输送的不同颗粒大小的泥沙总称为全沙。 按照泥沙的运动方式 全沙可分成悬移质 推移质。 运动方式， 悬移质和 按照泥沙的运动方式，全沙可分成悬移质和推移质。悬移 质是指悬浮于水中，与水流基本相同的速度运动的泥沙； 质是指悬浮于水中，与水流基本相同的速度运动的泥沙； 推移质是指在河床上以滚动、滑动或跳跃的方式运动的泥 推移质是指在河床上以滚动、 沙。 (河床质 ) 河床质 按照河流泥沙的来源 全沙又可分为冲泻质 床沙质。 来源， 冲泻质和 按照河流泥沙的来源，全沙又可分为冲泻质和床沙质。冲 泻质是指悬移质中不参与造床作用的那部分泥沙， 泻质是指悬移质中不参与造床作用的那部分泥沙，来源于 径流对流域表面的浸蚀； 径流对流域表面的浸蚀；床沙质是指全沙中参与造床作用 的那部分泥沙，主要来源于床沙。 的那部分泥沙，主要来源于床沙。

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二、 河流泥沙的脉动现象 天然河流的水流一般都是紊流。水流中任一点的流 速、流向和含沙量都是随时变化的，悬移质的运动 也是随时变化的，这种情况构成了泥沙的脉动现象。 河流泥沙脉动强度与流速脉动强度及泥沙特性等因 素有关，并且大于流速脉动强度。泥沙脉动是影响 泥沙测验资料精度的一个因素，在进行泥沙测验及 其仪器的设计和制造时，必须充分考虑。

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三、 悬移质泥沙的断面分布 悬移质含沙量在垂线上的分布，一般是自水面向河 底逐渐增加，近河底处含沙量最大。垂线上含沙量 分布的特征与泥沙的脉动及泥沙的自重影响是相应 的。垂线含沙量的分布还随着泥沙颗粒大小的不同 而变化。底部的粗沙较上层多，且粗沙的垂直分布 不均匀，而泥沙愈细，垂直分布就愈趋均匀。

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悬移质含沙量沿断面的横向分布，受河流特性 (如河道情势、横

断面形状等)、泥沙特性和水 力条件等因素的影响而变化。单式断面上如河道 顺直、水深较大，则含沙量横向分布比较均匀。 在复式断面上或有分流漫滩、水深较浅、冲淤频 繁的断面上，含沙量的横向分布将随流速及水深 的横向变化而变化。由于岸边流速趋近于零，而 含沙量却不趋近于零，所以，含沙量的横向分布 变化较流速横向分布相对变化小。河流的悬移质 泥沙颗粒越细，含沙量的横向分布就越均匀。

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第二节 悬移质泥沙测验 河流中悬移质泥沙的多少及其变化规律是通过测定 水流中悬沙的浓度(即含沙量)来确定的。 水流中悬沙的浓度(即含沙量)来确定的。所谓含 沙量是指单位体积浑水中所含悬移质干沙的质量， 沙量是指单位体积浑水中所含悬移质干沙的质量， 实际应用时，不考虑各地区重力加速度的差异，以 实际应用时，不考虑各地区重力加速度的差异， Ws 重量代替质量， 重量代替质量，其公式为 Cs = (6(6-1) V 单位时间内通过河渠某一测验断面的悬移质干沙的 质量，称断面悬移质输沙率 悬移质输沙率。 质量，称断面悬移质输沙率。断面悬移质输沙率是 断面流量和断面平均含沙量之积， 断面流量和断面平均含沙量之积，即 (6(6-2) Q = Qcss

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悬移质泥沙测验的目的在于测得通过河流测验断面 悬移质输沙率及其变化过程。 的悬移质输沙率及其变化过程。由于输沙率随时变 化，以目前的技术水平要直接施测其连续的变化过 程是困难的。我国绝大部分测站的实测资料分析表 程是困难的。 一般河流断面平均含沙量与断面上有代表性的 明，一般河流断面平均含沙量与断面上有代表性的 垂线或测点的含沙量(即单样含沙量，简称单沙) 垂线或测点的含沙量(即单样含沙量，简称单沙) 存在着较好的相关关系。 存在着较好的相关关系。施测断面输沙率的工作量 而取单沙较简单。 大，而取单沙较简单。可用施测单沙以控制河流的 含沙量随时间变化过程，以较精确的方法在全年施 含沙量随时间变化过程， 测一定数量的不同沙情、水情的断面输沙率， 测一定数量的不同沙情、水情的断面输沙率，建立 相应的单沙断沙关系， 相应的单沙断沙关系，由单沙过程资料推求断沙过 程资料。 程资料。悬移质泥沙测验的主要内容除了测定流量 还必须测定水流含沙量 水流含沙量 …… 此处隐藏：2722字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……