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14151河流动力学答案A淮 海 工 学 院 14 - 15 学年 第 1 学期 河流动力学试卷(A开卷) 专业年级：港口航道与海岸工程12(1) 题号 一 二、 简答题 1 河流的分类 河流分为：山区河流、平原河流、潮汐河流。平原河流根据形态、演变特征可分为：弯曲河道、分叉河道、顺直河道、游荡河道。 2河口的分类，并说明钱塘江、黄河、黄浦江和长江分属何种河口？ 潮汐河口的分类：一、按河口形态特征分类1）三角港河口2）三角洲河口。二、按河口区的动力和来沙特征分类1）强潮海相河口(钱塘江)2）弱潮陆相河口3）二 三 四 五 六 七 八 九 总分 核分人 分值 得分 一、名词解释 1.体积含沙量和重量含沙量 体积含沙量Sv：泥沙颗粒的体积/浑水总体积 质量含沙量Sw：泥沙所占重量/浑水总体积 2.泥沙粒径累积频率分布曲线 横坐标表示泥沙颗粒粒径大小，纵坐标表示小于某一粒径di的泥沙质量与泥沙总质量的百分比 3.沙粒阻力 在水流作用于床面额全部切应力中，只有一部分直接作用在颗粒上，引发推移质的运动和床面形态的变化，这一部分叫做沙粒阻力。 4.河相关系 冲积河流的河床在水流与河床的长期作用下，常取得与所在水文、泥沙条件相适应的最适合的外形，表征这些外形的因素与水力、泥沙因素之间常存在某种函数关系，这种关系称为河相关系。 5.潮流界 潮波和潮流上溯的过程中，既受到河床阻力的影响，又受到径流下泄的阻碍，潮汐的能量逐渐消耗。当潮波推进到达某一地点时，涨潮流速和径流下泄流速相抵消，潮水便停止倒灌，此处为潮流界。 湖源海相河口4）陆海双向河口。三、按潮汐强弱分类1）感潮河口2）中潮河口3）弱潮河口 3Shields数的含义及其物理意义。 Qcc=t(g-g)D为无量刚临界起动切应力，该值越大，泥沙的可动性愈强，因而s它可以看作床沙运动状况的一个重要指标，决定了推移质运动的强度。 4位于水平河床上的非粘性泥沙而言，促成泥沙起动的力有哪些？赖以抗拒的力有哪些？粘性颗粒起动时还需考虑粘结力，粘结力的影响因素？ 促成泥沙起动的力有：上举力、推移力、脉动压力等，赖以抗拒的力有：重力、粘结力等 5. 阐述河床演变的基本原理 输沙的不平衡性。当上游来沙量大于本河段水流输沙能力时，本河段将发生淤积；当上游来沙量小于本河段水流输沙能力时，本河段将发生冲刷。 三、 论述题 1.叙述江苏沿海泥沙颗粒的类型，并阐述该种泥沙的特性。 1）细颗粒泥沙又称作粘性泥沙，其颗粒大小属于粘土或胶质范畴。 2)由于其比表面积较大，其界面化学效应极为突出。 3）水体化学条件的变化可导致细颗粒泥沙的絮凝或分散。细泥沙在输运、沉降和再悬浮过程中都会发生化学变化，其起因主要是组成细颗粒泥沙的粘土矿物表面带有电荷。 4）细颗粒泥沙具有双电层 5）细颗粒泥沙存在电动特性，即在固体泥沙表面和液相界面形成双电层后，在电场或力场的作用下，固体颗粒或液相相对于另一相作出相对位移时所表现出的电学特性、 6）双电层存在两种电位差，一为表面电位，二为电动电位 2.顺直(微弯)型、弯曲型、分汉型、游荡型四种河道的河床演变规律。 顺直型河道演变特点：1）浅滩与深槽交替发生冲淤；2）边滩和深槽同步顺流下移；3）河床周期性展宽和缩窄 游荡型河道演变特点：1）多年平均情况下，河床不断淤积抬高，形成“地上河”；2）汛期主槽冲刷，滩地淤积，非汛期则相反3）沙洲移动迅速，河道外形经常改变，冲淤变化幅度达；4）主槽经常摆动，摆动速度和幅度很大。 弯曲型河道演变特点：1）凹岸崩退和凸岸淤长2）河湾发展和河线蠕动3）裁弯取直和河湾消长；4）撇弯切滩。 分叉型河道演变特点：1）洲滩的移动和分合2）河岸的崩塌和弯曲3）汊道的交替兴衰 3.推导stokes公式。并阐述该公式适用的范围。 解：假定泥沙颗粒为球体，则泥沙在沉降时受到的水体阻力为： F122pDD=2CDrw4 泥沙水下重量 3W=(rs-r)gpD6在匀速下沉时阻力F与有效重力W相等.阻力系数C=24DDRe，则层流区的D球体沉降速度公式为： w=1gs-g18ggD2n四、 计算题 1. 比重为2.65的石块质量为5 kg，求其等容粒径。4分 解：因为r=2.65kg/m3,M=5kg 111故DVö333n=çæ6èp÷ø=æç6Möæ6´5öèpr÷ø=çèp´2650÷ø=0.153312m 2. 一次洪水后，在一段长20 km、宽1000 m的河道中产生的泥沙淤积以重量计共为3000万tf。试求：设淤积物为粒径D50 = 0.2 mm的沙粒，干密度为1.20 t / m3，该河段的平均淤积厚度为多少？若设淤积物为粒径D50 = 0.3 mm的粉沙，干密度为0.70 t / m3，则该河段的平均淤积厚度又是多少？ Dh=Wg=3000´104s¢A1.20´20´103´1000=1.25m 2）Dh=W3000´104 根据Shilds曲线，分别求其临界起动Shields数、临界起动切应力及剪切流速。(12分) D=10mm时 Re*=1271.61 Q=0.06 tc=Q(gs-g)D=9.702 uc*c=tr=0.098 D=1.0mm时 Re*=40.2 Q=0.037 tc=Q(gs-g)D=0.598 u*c=tcr=0.0245 D=1.0mm时 Re*=1.27 Q=0.09 tc=Q(gs-g)D=0.0939uc*c=tr=0.00969