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文檔簡介

1、1. 泥沙主要有哪些特性?(1)礦物的物理特性比重礦物容重與水容重之比:泥沙的比重一般都在2.602.70之間,通常取用2.65。硬度硬度是表示礦物抵抗外界機械作用的能力。(2)幾何特性泥沙的幾何特征指泥沙的形狀和粒徑。泥沙的粒徑:泥沙顆粒的大小,以顆粒直徑來表示,簡稱粒徑,其符號為D(或d),單位mm。1)等容粒徑:等容粒徑是指體積與泥沙顆粒相等的球體直徑。D=abc/3,或者D=3abc。2)篩分粒徑(篩徑):沙粒的中軸長度是比較接近等容粒徑的,因此篩析法所測的粒徑可近似地看成等容粒徑。3)沉降粒徑(沉徑)圓度指顆粒棱和角的尖銳程度。定義:顆粒最尖銳棱角的曲率半徑除以顆粒最大內(nèi)切圓的半徑。

2、球度反映沙粒形狀的特征系數(shù),沃德爾(wadell)定義:與顆粒體積的球體直徑(等容粒徑)和顆粒外接球直徑之比。用表示。比表面積,定義泥沙顆粒的表面積與其體積之比。泥沙的群體特性(級配曲線)。粒配曲線:表示天然沙顆粒組成的曲線??紫堵逝c孔隙比??紫堵蕁:沙樣中孔隙的體積與沙樣總體積之比:n=V孔隙/V總??紫侗萫:沙樣中孔隙的體積與沙樣顆粒體積之比:e=V孔隙/(V總-V孔隙)(3)泥沙的重力特性密度:密度顆粒單位體積內(nèi)所含的質(zhì)量。容重(重度):容重(重度)泥沙顆粒實有重量與實有體積的比值。比重:比重固體泥沙顆粒重量與同體積4水的重量之比。無量綱,一般泥沙比重:=2.65。有效容重系數(shù)(有效密度

3、系數(shù))泥沙在水中運動狀態(tài),既與泥沙容重有關(guān),又與水的容重有關(guān),在分析計算時,常出現(xiàn)相對數(shù)值,為簡便起見,令:常取a=1.65。干容重單位體積沙樣經(jīng)過100105溫度烘干后,其重量與原狀沙樣整個體積的比值,稱為泥沙的干容重。符號:單位:N/m3,tf/m3,kgf/m3;渾水容重:單位體積渾水的重量,單位:N/m3,tf/m3,kgf/m3;含沙量:單位體積渾水中固體泥沙顆粒所占比例,水下休止角()在靜水中的泥沙,由于摩擦力的作用,可以形成一定的穩(wěn)定的傾斜面,此面與水平面的交角稱為泥沙的水下休止角。水下摩擦系數(shù)泥沙的水下休止角的正切值。(4)物理化學性質(zhì)泥沙的物理化學性質(zhì)主要指細顆粒泥沙的物理化

4、學性質(zhì)。由于細顆粒泥沙的比表面積很大,有較強的吸附作用,故細顆粒泥沙表面的物理化學作用顯得特別突出,從而對細顆粒泥沙的運動產(chǎn)生重要的影響。細顆粒泥沙因物理化學作用而具有粘性,又稱為粘性泥沙,簡稱粘粒。細顆粒泥沙的物理化學作用的大小與顆粒的比表面積有關(guān)。2. 泥沙粒徑的表示方法有哪四種?其中等容粒徑如何計算?1)等容粒徑,2)篩分粒徑(篩徑),3)沉降粒徑(沉徑)測定泥沙顆粒的重量(或體積) 將泥沙看成橢球體,直接測量其長軸a、中軸b、短軸c 用其算術(shù)平均值表示粒徑 用幾何平均值表示粒徑3. 何為粒配曲線、中值粒徑和平均粒徑?并掌握繪制方法。 粒配曲線:表示天然沙顆粒組成的曲線。D50:中值粒徑

5、,小于該粒徑和大于該粒徑的泥沙顆粒各占50%。Dm:平均粒徑,即各粒徑組平均粒徑的重量百分比的加權(quán)平均值。 粒配曲線的繪制方法和過程:取樣篩分,獲取各粒經(jīng)組Di 泥沙的重量;統(tǒng)計出小于和等于各粒經(jīng)Di的沙重,并算出其占總重的百分比pi;準備半對數(shù)坐標紙(橫坐標為對數(shù)分格,縱坐標是普通分格);以粒經(jīng)Di為橫坐標(對數(shù)坐標,從大到小),小于和等于粒經(jīng)Di的沙重百分比pi為縱坐標(普通坐標)繪制Dp粒配曲線。4. 何為干容重?影響干容重的四個主要因素是什么?干容重單位體積沙樣經(jīng)過100105溫度烘干后,其重量與原狀沙樣整個體積的比值,稱為泥沙的干容重。符號:單位:N/m3,tf/m3,kgf/m3;

6、影響干容重的主要因素:泥沙顆粒大小的影響:顆粒越大, gs越大,變化范圍?。活w粒越小, gs越小,變化范圍大。泥沙淤積厚度的影響:淤積越厚,gs越大,變化范圍越??;淤積越淺,gs越小,變化范圍越大。泥沙淤積歷時的影響:沉積越短,gs越??;沉積越長,gs越大,然后趨于穩(wěn)定值;大顆粒穩(wěn)定歷時短,細顆粒穩(wěn)定歷時長。泥沙組成的影響:組成越均勻,孔隙率越大,gs越小,組成越不均勻,孔隙率越小,gs越大。5. 泥沙一般分哪三種沉降狀態(tài)?采用什么方法判斷?并掌握球體層流、紊流狀態(tài)的沉降公式。6.什么是比表面積?其物理意義是什么? 定義泥沙顆粒的表面積與其體積之比。2)比表面積的意義:顆粒越小,比表面積越大;

7、反映泥沙顆粒的物化作用與重力作用的相對大小,其值越大,物化作用就越大。7. 什么是絮凝現(xiàn)象?粗顆粒會發(fā)生絮凝現(xiàn)象嗎? 細顆粒泥沙在一定條件(水質(zhì)中含有較多的細顆粒泥沙,特別是再含有復雜的化學成分時)下彼此聚合的過程稱為絮凝或絮凝作用。8. 掌握容重、干容重、孔隙率之間的換算關(guān)系。干容重與孔隙率n的關(guān)系:9. 影響天然泥沙沉速的因素有哪些?泥沙顆粒形狀,水質(zhì),含沙量,邊界,水體紊動 第二章1. 何謂泥沙的起動?受哪些因素的影響?泥沙的起動:在一定的條件下,床面泥沙由靜止轉(zhuǎn)為運動的現(xiàn)象。當著眼于特定床面多顆泥沙的起動時,則除流速和拖曳力脈動外,還受顆粒的大小、形狀及位置差異的影響2. 試推導對數(shù)型

8、的起動流速公式。3. 何謂泥沙的起動條件?實驗室如何定性判別床面泥沙是否起動? 泥沙的起動條件:當水流逐步加強到超過一定限度以后,床面的泥沙顆粒開始脫離靜止狀態(tài)而進入運動狀態(tài);決定這一臨界狀態(tài)的水流條件稱為泥沙的起動條件。起動條件可用起動流速或起動拖曳力表示 目前實驗室將弱動即很少量的泥沙在運動作為泥沙起動的判別標準。4. 何謂起動拖曳力? 起動拖曳力:為泥沙處于起動狀態(tài)的床面剪切力。其值等于單位面積床面上的水體重量在水流方向的分力,即。水的容重;J坡降。5.設水深為h=0.2m,對d0.05mm的泥沙顆粒,分別采用張瑞瑾公式、竇國仁公式和沙玉清公式計算臨界起動平均流速值。1. 什么是泥沙的沉

9、速? 沉速的定義:單顆粒泥沙在足夠大的靜止清水中等速下沉時的速度,稱為泥沙的沉速。泥沙粒徑一定,其沉降速度為一常數(shù),又稱水力粗度。用符號表示。定義的理解,應注意的幾點: 泥沙在水中沉降時所受作用力 泥沙在水中沉降特點 研究泥沙沉降的意義2. 如何判別層流、紊流、過渡區(qū)這三種繞流狀態(tài)? 繞流雷諾數(shù)Re0.4:繞流流動為層流。紊流區(qū)圓球沉速公式(Red>103) 層流向紊流過渡區(qū)的圓球沉速公式在過渡區(qū),圓球繞流阻力系數(shù)從與Re的線性關(guān)系(粘滯阻力為主),逐步變?yōu)榕cRe無關(guān)的常數(shù)(形狀阻力為主)。3.試比較崗恰洛夫、沙玉清、張瑞瑾的泥沙沉速公式,說明在層流、紊流、過渡區(qū)中泥沙沉速的計算公式有何

10、不同?4. 論述含沙量對沉速的影響。 含沙量(含沙濃度):單位渾水中所含的泥沙的數(shù)量。 對于水體中含較多粗顆粒泥沙:下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊動 渾水容重增加 沉速減小。 對于水體中含較多細顆粒泥沙時:下沉的泥沙引起的向上水流和激起的紊動;渾水容重增加;渾水粘滯性增加;使得沉速減??;細顆粒泥沙和水中的電解質(zhì)作用,將發(fā)生絮凝現(xiàn)象。含沙量較低(小于15kg/m3),形成互不相連的絮團,增大了顆粒粒徑,造成沉速增加。含沙量進一步增大,絮團聯(lián)成絮網(wǎng)結(jié)構(gòu),使得沉速大幅降低;含沙量對沉速的影響,取決于以上各因素的對比關(guān)系。5.用崗恰洛夫式、張瑞瑾式、沙玉清式分別計算粒徑為d0.05mm,0.5mm

11、,5.0mm的泥沙沉速,假定水溫為20,運動粘滯系數(shù)為10-6m2/s。第4章 :1. 何謂推移質(zhì)?何謂懸移質(zhì)?它們各有什么特點? 在床面附近,較粗顆粒的泥沙沿床面滑動、滾動、跳躍,甚至層移前進,經(jīng)常與床沙彼此交換,前進速度遠較水流速度小,泥沙這種運動形式稱為推移運動,這一類泥沙稱為推移質(zhì)泥沙,簡稱推移質(zhì).特點:間歇性,置換性,速度小,跳躍性,數(shù)量少,消耗時均能量 懸浮在水中運動,速度與水流速度基本相同的運動狀態(tài)稱為懸浮運動,這一類泥沙稱為懸移質(zhì).速度大,懸浮性,置換性,數(shù)量多,消耗紊動能.2. 了解推移質(zhì)與懸移質(zhì)的區(qū)別。 推移質(zhì)與懸移質(zhì)在物理本質(zhì)上的區(qū)別:(1)運動規(guī)律不同:推移質(zhì):運動取決

12、于泥沙跳離床面時的受力情況。懸移質(zhì):運動不僅取決于泥沙跳離床面時的受力情況,還受懸浮作用的影響。 能量來源不同:推移質(zhì)消耗時均能量,懸移質(zhì)消耗紊動能量。 對河床的作用不同:推移質(zhì):增加河床穩(wěn)定性,影響河床顆粒本身。懸移質(zhì):加大了水流的靜水壓力,可傳遞到河床顆??紫堕g的水體,影響河床顆粒間的水體。3. 懸移質(zhì)形成條件是什么? 4.按泥沙顆粒大小和來源分有哪兩種?并簡述其基本概念?哪種起主要造床作用?它們各有什么特點? 可劃分為沖瀉質(zhì)和床沙質(zhì);床沙質(zhì):河流挾帶的泥沙中粒徑較粗的部分,且在河床中大量存在的泥沙。起造床作用。特點:粗顆粒,在床沙中大量存在懸移質(zhì)中較細的一大部分以及推移質(zhì)中的極少部分是床

13、沙中很少或幾乎不存在的,它們起源于上游的流域沖蝕,是被水流長途挾帶輸送到本河段的,因此稱為沖瀉質(zhì)。沖瀉質(zhì)對河床沖淤變化(河床演變)影響不大,不參與造床,輸沙率主要取決于上游。5. 簡述推移質(zhì)懸移質(zhì)與床沙質(zhì)沖泄質(zhì)命名的區(qū)別。 (1) 命名方式不同:推-懸:按運動方式分 床-沖:按造床作用、顆粒大小和泥沙來源分(2) 推移質(zhì)床沙質(zhì),懸移質(zhì)沖瀉質(zhì):懸沙含有床沙質(zhì)和沖瀉質(zhì),只是沖瀉質(zhì)多,床沙質(zhì)少;底沙也含有床沙質(zhì)和沖瀉質(zhì),只是沖瀉質(zhì)少,床沙質(zhì)多。(3) 床沙質(zhì)與沖瀉質(zhì)在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換:同一粒徑顆粒,在上游是沖瀉質(zhì),在下游可能是床沙質(zhì);同一粒徑顆粒,在洪水期是沖瀉質(zhì),在枯水期可能是床沙質(zhì);在庫區(qū)

14、,床沙質(zhì)的粒徑會更小。6.何為水流挾沙力?了解水流挾沙力與含沙量的關(guān)系。 水流挾沙力是指在一定的水流、泥沙及邊界條件下(包括水流總流的平均流速、過水斷面面積、水力半徑、清水水流的比降、渾水水流的比降、泥沙沉速、水的密度、泥沙的密度和床面組成等邊界條件) ,水流所能挾帶包括推移質(zhì)和懸移質(zhì)在內(nèi)的全部沙量。含沙量>挾沙力,河床發(fā)生淤積;-超飽和。含沙量<挾沙力,河床發(fā)生沖刷;-次飽和。含沙量=挾沙力,河床保持不沖不淤的平衡狀態(tài)。飽和輸沙(飽和狀態(tài))-平衡輸沙狀態(tài)7. 張瑞瑾水流挾沙力公式的基本思想是什么?了解其公式的物理含義。 基本觀點:懸移質(zhì)泥沙具有制紊作用(“制紊假說”)a. 懸浮泥

15、沙的能量來自于水體的紊動能量;b. 近底較濃的懸移質(zhì)含沙量的存在使紊源受到抑止,引起水體紊動強度減弱,含沙水體的阻力損失減??;c. 含沙量愈大,制紊作用愈強,阻力損失愈小。8. 某河流的平均水深h1.5m,斷面平均流速為U1.1m/s,水力坡降J3/10000,均勻床沙粒徑為D0.6mm,水溫t=20(=0.01cm2/s),用張瑞瑾方法求懸移質(zhì)挾沙力。第5章 :1.何謂沙波?隨著水流強度的增加,沙波經(jīng)歷哪些發(fā)展階段?各階段的平面形態(tài)有那些? 沙波:水流強度達到一定強度后,推移質(zhì)運動的集體形式。此時,床面呈起伏不平的波浪形態(tài),并向下游移動,是推移質(zhì)運動的主要形態(tài),是構(gòu)成河床地形的基本元素。2.

16、 簡述沙波表面的泥沙運動狀態(tài)。 1) 流速大的地方,泥沙運動速度快;流速小的地方,泥沙運動速度慢。2) 流速正的地方,泥沙向下游運動;流速負的地方,泥沙向上游運動。 3) 水流的停滯點,同時也是泥沙的停滯點。4) 迎流面流速大,流速逐漸增加,泥沙運動逐漸增強,在波峰處達到最大值。 5) 當沙粒越過波峰以后,沙粒受重力及漩渦作用而落入波谷,其中較細的一部分泥沙有可能越過波谷,而到達下一個迎流面上繼續(xù)前進,絕大部分泥沙將落入波谷區(qū)在兩個停滯點(漩渦區(qū))內(nèi)沉積下來。3. 河道中為什么會產(chǎn)生沙波? 認為沙波形成與水面波有關(guān)認為沙波的形成是河床組成的不均勻性與水流的不穩(wěn)定性(脈動)的綜合結(jié)果。認為沙波與

17、交界面失去穩(wěn)定形成波動有關(guān)。4. 沙波運動的判別參數(shù)有哪些? (1)Shields數(shù) (2)沙粒Reynolds數(shù) Re*U*d/ 3)弗如德數(shù) (4)相對流速 U*/(實質(zhì)是Shields數(shù)的另一種表達形式)(5)泥沙粒徑 d (6)水流功率 (7)河床相對糙度h/d(8)(9) 相對流速5. 何謂沙波的水選作用和整體運動。 水選作用:迎水面加速區(qū)的泥沙翻過波峰后,極細泥沙輸向下游,粗顆粒落淤回到波谷區(qū),其中的較細沙在負流作用下沿背水面向上游輸移(但較難越過A1點),粗沙則留下,因此形成上細下粗的現(xiàn)象。整體運動:迎水坡面受水流沖刷而逐漸向下游移動,水流越過坡頂后開始擴散,泥沙在背水面淤積。沙

18、波迎水面沖刷、背水面淤積的綜合結(jié)果使整個沙波緩緩地向下游移動、其推進速度遠小于水流的速度。6. 了解研究沙波運動規(guī)律的意義。(1)沙波運動是推移質(zhì)運動的主要形式,直接與推移質(zhì)輸沙率有關(guān),通過實測沙波尺度與運動速度,可估算推移質(zhì)輸沙率;(2)天然河流中沙波的發(fā)生、發(fā)展及其形態(tài)變化,對河道阻力損失的影響是很大的,這是由于在沙峰下游往往形成平軸漩渦,從而助長紊動,大的沙波是形成大尺度紊動的根源之一,而大尺度紊動將直接影響水流的阻力損失;(3)天然河流中的沙波運動對河道演變的影響是直接的,如果將天然河道中的泥沙成型淤積體(如邊灘、心灘等)看成大尺度沙波,則沙波運動對河道的演變有決定性的影響;綜上所述,

19、沙波運動對河道水流結(jié)構(gòu)、河道阻力、泥沙運動及河床演變均有重要影響。第六章1. 何謂推移質(zhì)輸沙率?何謂推移質(zhì)單寬輸沙率? 推移質(zhì)輸沙率:一定的水流及床沙組成條件下,單位時間內(nèi)通過過水斷面的推移質(zhì)數(shù)量,用符合Gb表示,單位kg/s,t/s。推移質(zhì)單寬輸沙率:在一定水力、泥沙條件下,單位時間內(nèi)通過過水斷面單位寬度的推移質(zhì)數(shù)量稱為推移質(zhì)單寬輸沙率,簡稱單寬輸沙率,用gb表示,單位:kg/m.s,t/m.s。2. 試述均勻沙推移質(zhì)輸沙率研究思路的區(qū)別。(1)以流速為主要參數(shù)(沙莫夫公式,岡恰洛夫公式等) 基本思路:認為影響推移質(zhì)輸沙強度的主要因素是流速,U>Uc,泥沙開始運動,流速愈大,推移質(zhì)輸沙

20、強度愈高。 (2)以拖曳力為主要參數(shù)(梅葉彼德(Meyer-Peter)公式、阿克斯-懷特公式)基本思路:認為影響推移質(zhì)輸沙率(輸沙強度)的主要因素是拖曳力,當拖曳力與起動拖曳力的差值愈大,推移質(zhì)的輸沙率也愈大。(3)根據(jù)能量平衡觀點建立公式(Bagnold公式)基本觀點:水流為維持泥沙處于推移質(zhì)狀態(tài),必然要消耗一部分能量。(4)根據(jù)統(tǒng)計法則建立公式(Einstein公式)運動泥沙與床面泥沙的交換達到平衡,是指對于任何類型和大小的泥沙來說,在單位時間內(nèi),沉積在單位面積上的泥沙顆粒數(shù),應該等于同一面積中沖刷外移的泥沙顆粒數(shù)。3.何謂重力作用、紊動作用和紊動擴散作用。擴散作用與重力作用有什么區(qū)別?

21、 重力作用:泥沙比水重而向下沉降,使得水流含沙量在河底較大,水面較小,懸沙呈現(xiàn)上稀下濃的非均勻分布。重力作用使含沙量沿水深分布趨向不均勻化。紊動擴散作用:紊流作用同分子布朗運動引起的某物質(zhì)從濃度高的地方向濃度低的地方不斷遷移的分子擴散現(xiàn)象一樣,因此稱為紊動擴散作用。紊動作用:使懸沙由含沙量高的下層向含沙量低的上層傳送。紊動作用使含沙量沿水深分布趨向均勻化。區(qū)別:紊動擴散作用使泥沙上浮,重力作用使泥沙下沉,含沙量沿水深部分由此二者相對作用的對比關(guān)系決定。重力作用占優(yōu)勢,泥沙下沉,河床淤積;紊動擴散作用占優(yōu)勢,泥沙上浮,河床沖刷;二者作用相當時,河床不沖不淤,處于平衡狀態(tài).紊動擴散作用上浮的沙量和

22、重力作用下沉的沙量在垂線上任一位置都相等,含沙量沿水深分布達到了平衡狀態(tài)。懸移質(zhì)上升之所以成為可能,是與含沙量具有上稀下濃的沿垂線梯度分不開的。在沖刷、淤積的過程中,沿垂線的含沙量梯度起著重要的調(diào)節(jié)作用。4. 試解釋擴散理論的計算公式、基本思路及其假定條件。5. 懸浮指標的計算式及其物理意義是什么?能利用懸浮指標的大小分析對含沙量沿水深分布的影響和判斷推懸臨界。 物理意義:表征重力作用與紊動擴散作用的相互對比關(guān)系,反映含沙量沿水深分布的均勻程度;z 越大,表明重力作用相對越強,分布越不均勻;z 越小,表明紊動擴散作用相對越強,分布越均勻。當z4時,以懸浮形式運動的泥沙已為數(shù)很少,從實用觀點來說

23、,可以將z=5作為泥沙是否將從推移狀態(tài)進人懸浮狀態(tài)的臨界判別值。6. 何謂懸浮功?何謂制紊作用? 懸浮功:泥沙比水重,為維持泥沙在水中懸浮而不下沉,需要水流對泥沙作功將其托起,這部分功稱為懸浮功。制紊作用:是指懸移質(zhì)的存在將使水流的紊動減弱,水流的阻力損失減小7. 理解張瑞謹懸移質(zhì)挾沙力公式以及綜合因子的物理意義。(PPT50)8. 請簡述Einstein推導懸移質(zhì)輸沙率公式的基本思路。(PPT45)9. 何謂懸移質(zhì)輸沙率、懸移質(zhì)單寬輸沙率?試述研究懸移質(zhì)輸沙率的理論思路。 懸移質(zhì)輸沙率GS*:河床處于不沖不淤、水流含沙量處于飽和情況下,單位時間內(nèi)通過河段下泄的懸移質(zhì)(床沙質(zhì))泥沙量。 懸移質(zhì)

24、單寬輸沙率gs:單位寬度內(nèi)的懸移質(zhì)輸沙率。10. 某山區(qū)河流平均水深h0.45m,河寬B=21.6m,水力比降J0.00144,流速U0.98m/s,泥沙平均粒徑D3.05mm。試用Meyer-Peter公式計算其單寬推移質(zhì)輸沙率。第7章1. 何謂泥石流? 泥石流(debris flow)是指在水流沖力和重力共同作用下的一種特殊侵蝕形式,也稱為混合侵蝕(mixed erosion)。是多產(chǎn)生于山區(qū)的一種嚴重的地質(zhì)災難,常與滑坡同時發(fā)生。2. 泥石流形成的基本條件是什么? (1)客觀條件:泥石流的形成須同時具備以下三個基本條件:1)有利于貯集、運動和停淤的地形地貌條件;2)有豐富的松散土石碎屑固

25、體物質(zhì)來源;3)短時間內(nèi)可提供充足的水源和適當?shù)募ぐl(fā)因素。3. 何謂水力侵蝕? 在流域坡面和溝道的松散物質(zhì)受到徑流的片蝕、沖蝕和侵蝕作用,使固體物質(zhì)不斷參與泥石流的過程,即水力侵蝕過程。4. 稀性泥石流與粘性泥石流存在哪些方面的差異?粘性泥石流:以蠕動流滑動流成似層流的連續(xù)流或陣性流形態(tài)將流體搬運出溝。泥沙和水構(gòu)成一相體,以整體方式搬運松散碎屑物質(zhì)。2) 稀性泥石流:以紊流連續(xù)流形態(tài)將流體搬運出溝。泥沙和水尚未構(gòu)成一相體,而是兩相體,以散體方式搬運松散碎屑物質(zhì) 粘性泥石流含有大量的細粒粘土物質(zhì),固體物質(zhì)占含量的4080%,水和泥沙、石塊凝聚成粘稠的整體,粘性很大,密度大(大于1.6t/m3),

26、浮托力強。當在流通中經(jīng)過灣道或遇障礙物時,有明顯的爬高和截彎取直作用。在堆積區(qū)不發(fā)生顯著的散流,呈長舌狀,堆積物表面坎坷,停積時無分選性。 稀性泥石流固體物質(zhì)含量較少,一般為1040%,細粒物質(zhì)少,不能形成粘稠的整體,在運動過程中,水泥漿速度遠遠大于石塊的運動速度,石塊以流動或跳動方式下泄,具有極強的沖刷力和下切能力。堆積體呈扇狀散開,將原來的對積山切割成條條深溝,堆積后水泥漿逐漸散開,堆積物表面較平坦,結(jié)構(gòu)松散,有一定的分選性。5. 泥石流的防治措施主要有哪些? 防治措施 水土保持措施:平整山坡、植樹造林、修建谷坊、坡面排水等;泥石流形成區(qū) 攔擋措施:各種攔擋壩與壩群;泥石流流通區(qū)。排導措施

27、:排洪道、導流堤、停淤場。泥石流堆積區(qū)。生物措施包括:保護原生植被,培育植被,即種數(shù)植草,合理耕牧,形成并維持較優(yōu)化的生態(tài)平衡。通過這些措施,可是流域坡面得到保護,減少松散物質(zhì)的提供量和后動阻力。第八章 1.異重流的概念和分類。 兩種或兩種以上的流體互相接觸,流體間有一定但較小的密度差異,如果其中一種流體沿著交界面的方向運動,在交界面以及其它特殊的局部處所,雖然不同流體間可能有一定程度的摻混現(xiàn)象發(fā)生,但是在運動過程中不會出現(xiàn)全局性的摻混現(xiàn)象,這種流動叫異重流。按成因及形狀分類 溫差異重流:因溫差造床密度差異而引起的異重流;常出現(xiàn)在電站冷卻水取水口,如被抽入冷卻系統(tǒng)則影響冷卻效率。 鹽水異重流:

28、海水入侵河水,因鹽水與清水的密度差異而引起的異重流;影響城市供水。 渾水異重流:水庫、港池等因渾水與清水的比重差異引起的異重流;常影響庫容和航運。(2)按出現(xiàn)位置分類 下異重流:較重的流體在較輕的流體下面運動;如入庫渾水、鹽水等異重流。 上異重流:較輕的流體在較重的流體上面運動;如溫差、 入海渾水等異重流。 中異重流: 較重和較輕的流體之間存在第三種流體運動;如云層運動。2. 形成異重流的物理本質(zhì)是什么? 不同流體間的密度差異3. 簡述異重流運動的三個主要特性。 異重流的重力作用顯著減??; 異重流的慣性作用相對增強; 異重流的阻力作用十分突出。4. 理解異重流運動方程,要形成異重均勻流,其底坡

29、應該比一般均勻流(大得多)。 二元恒定異重流運動方程:5. 何謂盲腸河段? 盲腸河段:一端與河道連通,而另一端封閉的河段。如挖入式港池、船閘引航道。6. 了解盲腸河段泥沙的淤積過程。 1)具有形成異重流的條件:盲腸內(nèi):靜水+清水;河道內(nèi):動水+渾水;密度差產(chǎn)生交界面壓力差,外河道渾水由底部潛入盲腸河段,從而產(chǎn)生異重流。(2)異重流潛入盲腸河段沿程淤積異重流速度逐漸減慢,挾沙能力下降,渾水中的泥沙沿程沉淀,粗顆粒淤積在口門附近,較細顆粒沿程淤積在盲腸河段內(nèi)部。(3)縱向環(huán)流使異重流循環(huán)往復地將泥沙輸入盲腸河段。(4)立軸回流引起回流淤積,形成攔門沙口門處河道水流的切力作用使得交匯處形成立軸漩渦(

30、回流),回流區(qū)將外河道主流與盲腸河段靜水區(qū)隔離,主流含沙量大于回流區(qū),水流紊動擴散作用使得泥沙由主流區(qū)進入回流區(qū),較粗顆粒沉積在回流區(qū),較細顆粒隨渾水潛入盲腸段。第九章1. 何謂風沙流? 風通過自己的搬運能力,將地表疏松的沙粒納入氣流,并攜帶著一起運動,便形成風沙流。2. 泥沙在風力作用下的運動方式有哪些? 1)懸移:指粒徑小而輕的砂粒,在其它砂粒的撞擊和氣流紊流的上舉力作用下長期懸浮在空中,并被風運至遠方的過程,稱為懸移。(2)躍移:砂粒被風起動后,風力可以把它加速至接近風速,并可使其躍入空中,在重力作用下,它又可以以拋物線的方式落到地面,與地面撞擊后又重新跳入空中,這樣反復跳躍不斷前進的方

31、式,稱躍移。(3)推移(蠕移):沙層表面的砂粒和細礫在砂粒的沖擊下,部分被推動或以滾動方式緩慢向前移動的過程稱為推移(蠕移) 。3.何謂風沙流結(jié)構(gòu)?氣流中所搬運的沙子在搬運層內(nèi)隨高度的分布,稱為風沙流結(jié)構(gòu)。4.了解空中風沙顆粒相互碰撞的方式。 空中頂碰:下降顆粒受到上升顆粒的頂撞,以更大的角度上升,但上升顆粒受壓抑而轉(zhuǎn)為下降??罩星信觯簝蓚€上升顆?;騼蓚€下降顆粒相互切碰后,受益的一方以更大的角度和速度上升,受損的一方下降??罩蟹@:較快下降的大顆粒俘獲了較慢上升的小顆粒。大顆粒被頂后運動軌跡向前平移一點,而小顆粒跟著大顆粒向下運動幾步后,由于慣性力的作用繼續(xù)沿原軌跡運動。5. 了解顆粒旋轉(zhuǎn)的原

32、因。 顆粒表面摩擦力矩和運動阻力矩作用下,不管顆粒作滾動或滑動,都將是在旋轉(zhuǎn)中前進。下降顆粒對地表顆粒的偏心碰撞,使顆粒起跳后作旋轉(zhuǎn)運動??罩羞\動顆粒之間的相互碰撞,使顆粒旋轉(zhuǎn)運動的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)形式發(fā)生變化,從而使風沙流中沙粒的旋轉(zhuǎn)運動軸的走向和旋轉(zhuǎn)形式更加多變和多樣化。顆粒在空中的相互碰撞作用對于大顆粒以及高濃度情況才稍微明顯。氣流渦體切變的變形作用促進沙顆粒作旋轉(zhuǎn)運動。6. 了解風沙影響輸沙率的因素。 風力:風速越大,輸沙率也越大。沙粒大?。杭毶常?gt;0.1mm)的起動風速小于粗沙的起動風速。相同風速條件下,細沙輸沙率大于粗沙的輸沙率。地面粗糙度:粗糙度對輸沙率的影響,在于其強烈影

33、響沙粒臨界摩阻速度,進而影響輸沙率。地面斜度(坡度):影響沙粒起動。濕度:影響沙粒起動。由于沙粒濕潤時,沙粒間粘結(jié)力增大,起動風速隨之增大。植被蓋度:植被可以消弱地表風力,植物根系對沙子有一定的固結(jié)作用。當植被蓋度較高時,植被可以隔離風沙流與沙面的作用。因此,有植被的沙面比流沙上的輸沙率小。7.何謂非飽和風沙流?非飽和風沙流:風沙流中的含沙量小于能運載的沙量時候稱為非飽和風沙流,地表沙粒就被攜帶運移,地表產(chǎn)生風蝕;第十章1.何謂河流階地?河流下切侵蝕,原來的河谷底部超出一般洪水位之上,呈階梯狀分布在河谷谷坡上,這種地形稱為河流階地。2.理解山區(qū)河流的形態(tài)特征。 巖石抗沖性能好的河流常發(fā)展成峽谷

34、河段,岸坡陡峻,巖石裸露,岸邊和江心常有巖石突出,岸線極不規(guī)則。巖石抗沖性軟弱的河流常發(fā)展成寬谷河段,此處河面寬闊,岸坡平緩,階地發(fā)育,河中常有河漫灘、心灘等泥沙堆積體,形成淺灘礙航。3.理解平原河流的形態(tài)特征。 橫斷面形態(tài)隨不同類型的河段而異; 河床縱坡平緩,水面比降較小,流態(tài)平穩(wěn),無跌水、水躍。在局部地區(qū)可能會有回流、橫流等,但強度都不大; 由于水流的堆積作用,河谷中形成了明顯的成型淤積體和很厚的沖積層;一般都有廣闊的河漫灘,起到調(diào)節(jié)洪水、削減洪峰、儲存泥沙的作用;有些沿江廣泛分布節(jié)點(在河道上對主流動力軸線起控制作用的河岸點),它是抗沖性較強、依岸形成的對河勢變化起節(jié)制作用的特殊邊界條件,如天然磯頭(突出河岸的巖石)、山體等。4,順直(微彎)型河道河床演變主要有什么特點? 淺灘和深槽交替發(fā)生沖淤??菟跍\灘發(fā)生沖刷,沖刷下來的泥沙淤積在下一個深槽中;洪水期深槽發(fā)生沖刷,沖刷下來的泥沙又推移到下一個淺灘上;邊灘和深槽同步順流下移。邊

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