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第一章绪论1

第一节 泥沙问题在生产实践中的重要性1

第二节 学科的性质及现状5

第三节 编写原则及章节安排7

参考文献9

第二章泥沙的形成及性质11

第一节泥沙的来源和岩石的风化11

一、岩石的机械分离11

二、岩石的化学分解12

三、岩石风化的速度13

四、岩石的风化产物14

第二节泥沙的基本性质15

一、颗粒性质15

二、群体性质21

三、细颗粒泥沙表面的物理化学作用30

第三节浑水的性质35

一、浑水的容重、含沙量及其表示方式35

二、浑水的黏性36

第四节 泥沙的分类41

参考文献43

第三章泥沙的沉速45

第一节 圆球在静水中的沉淀运动45

第二节颗粒形状对沉速的影响一一天然泥沙的沉降规律50

一、泥沙在沉降过程中的方位问题50

二、几何形状规则的物体的沉降规律52

三、天然泥沙的沉降规律53

第三节 边界条件对沉速的影响57

第四节含沙浓度对沉速的影响60

一、含沙量低时浓度对均匀沙沉速的影响61

二、含沙量高时浓度对均匀沙沉速的影响62

三、混合沙的沉降规律66

四、不同排列组合的泥沙在沉降中的受力情况70

第五节紊动对沉速的影响73

一、紊动对沉速影响的分析研究73

二、紊动对沉速影响的试验研究74

第六节絮凝对沉速的影响76

一、产生絮凝现象的泥沙粒径范围76

二、絮团的沉速及影响絮团形成的因素76

三、絮凝结构的形成及对沉速的影响79

参考文献81

第四章水流的紊动85

第一节紊流的性质85

一、层流与紊流85

二、紊动的产生87

三、动量交换及紊动应力89

四、猝发现象90

五、紊动漩涡的结构和组成96

第二节经典紊流理论97

一、掺混长度理论98

二、紊流相似假说100

三、紊动统计理论101

第三节明渠水流中紊动特性的量测资料105

一、明渠水流中紊动特性的量测手段105

二、明渠水流紊动特性的主要量测成果105

参考文献112

第五章有关泥沙运动的一些基本概念114

第一节床面泥沙颗粒的受力情况114

一、拖曳力与上举力114

二、黏结力120

三、粒间离散力120

四、渗透压力122

第二节泥沙颗粒的几种运动形式123

一、接触质123

二、跃移质123

三、悬移质126

四、层移质126

五、推移质及悬移质的相对重要性127

第三节划分推移质及悬移质的意义128

一、泥沙运动的连续性128

二、推移质与悬移质在物理本质上的区别129

三、定床与动床上的泥沙运动131

四、划分推移质与悬移质的实际意义132

第四节床沙质与冲泻质133

一、问题的提出133

二、床沙质及冲泻质运动规律的同一性134

三、流量-输沙率关系136

四、划分床沙质及冲泻质的标准139

五、区别床沙质及冲泻质的意义140

参考文献142

第六章沙波运动145

第一节沙波的发展消长145

一、沙纹145

二、沙垄147

三、平整148

四、沙浪150

五、急滩与深潭152

第二节 沙波面上的水流条件及泥沙运动153

第三节沙波形成的机理156

一、沙纹的成因157

二、沙垄及沙浪的成因160

第四节床面形态的判别准则172

一、平整-沙纹-沙垄区的判别准则172

二、沙垄-平整-沙浪区的判别准则174

第五节沙波的几何及运动特征176

一、沙波几何形态的统计特征176

二、沙波平均波长及波高与水流、泥沙条件的关系179

三、沙波运动速度与水流、泥沙条件的关系185

第六节研究沙波运动的意义186

一、沙波是冲积河流阻力的主要组成部分之一186

二、沙波的发展消长有时会造成水位-流量关系的异常现象187

三、根据沙波尺寸及运动条件可以估算推移质输沙率188

参考文献189

第七章冲积河流的阻力192

第一节水流能量的转换过程192

一、水流所提供的能量192

二、就地克服阻力而损失的能量193

三、能量的传递193

四、能量平衡方程式194

五、近壁流区的重要性195

六、因克服阻力而损失的能量最后散失为热能196

第二节摩阻作用的组成单元197

一、沙粒阻力197

二、沙波阻力197

三、河岸及滩面阻力198

四、河槽形态阻力198

五、人工建筑物的外加阻力198

第三节 研究冲积河流阻力问题的合理途径198

第四节综合阻力与部分阻力之间的关系的处理方法204

一、作用于不同周界上的阻力单元的处理方法204

二、作用于同一周界上的阻力单元的处理方法209

第五节各阻力单元的表达方式211

一、沙粒阻力211

二、沙波阻力220

三、河岸阻力225

四、河漫滩阻力226

第六节综合阻力的表达方式230

一、钱宁-麦乔威综合阻力公式230

二、日本吉川秀夫等的处理方法231

三、李昌华-刘建民阻力关系231

第七节有关阻力的几个问题的讨论232

一、大糙率尺寸的阻力计算方法232

二、水温对阻力的影响234

三、河床渗透性对阻力的影响236

参考文献237

第八章泥沙的起动240

第一节泥沙起动现象的随机性240

一、起动现象的描述240

二、泥沙起动的判别标准241

第二节无黏性均匀沙的起动条件244

一、起动条件的不同表达形式245

二、三种起动条件表达形式的比较253

三、斜坡上的泥沙起动条件256

四、断面周界上的剪切力分布257

第三节无黏性非均匀沙的起动条件261

一、非均匀沙起动条件的物理涵义261

二、给定水流及床沙组成条件下的临界粒径261

三、考虑粗化过程的混合沙临界拖曳力262

第四节黏性土的起动条件265

一、新淤黏性土的起动条件265

二、固结黏性土的起动问题268

参考文献271

第九章推移质运动275

第一节均匀推移质的运动规律275

一、梅叶-彼德公式275

二、拜格诺公式278

三、爱因斯坦推移质运动理论283

四、亚林推移质公式291

五、恩格隆公式292

六、阿克斯怀特公式294

七、以平均流速为主要水力指标的推移质运动公式294

第二节各家推移质公式的比较296

一、公式结构的分析与转化296

二、梅叶-彼德、爱因斯坦、拜格诺、亚林、恩格隆及阿克斯-怀特公式的比较298

三、沙莫夫、列维、岗恰洛夫推移质公式的比较302

第三节非均匀推移质的运动规律302

一、推移质公式中床沙代表粒径的确定303

二、混合沙中各级粒径泥沙的输沙率304

参考文献309

第十章悬移质运动311

第一节紊动的猝发性质及泥沙的悬浮过程311

一、实验条件311

二、泥沙运动轨迹312

三、泥沙颗粒自床面的起扬及达到悬浮最高点后的下落过程312

四、泥沙运动速度314

五、悬浮泥沙运动机理314

第二节 泥沙扩散方程316

第三节悬移质含沙量的垂线分布318

一、扩散理论319

二、重力理论333

第四节悬移质输沙率336

一、爱因斯坦悬移质输沙率公式336

二、维利卡诺夫悬移质输沙率公式338

三、拜格诺悬移质输沙率公式339

第五节不平衡输沙问题341

一、冲刷过程中的含沙量沿程恢复问题341

二、淤积过程中的含沙量沿程递减问题345

第六节污染物质在水体中的散布347

一、中性物质的扩散和离散348

二、扩散系数的确定349

三、离散方程的解及离散系数的确定352

参考文献354

第十一章水流挟沙力357

第一节床沙质挟沙力公式357

一、理论公式357

二、经验或半经验公式364

三、公式的比较及资料范围的检验375

第二节包括冲泻质在内的全沙沙量的估算376

一、利用水文站实测流量输沙率关系推求年沙量377

二、根据流域因素估算来自流域并汇入江河的沙量382

三、根据水库淤积量估算流域产沙量385

第三节有关水流挟沙力的若干问题的讨论385

一、挟沙力的双值（或多值）关系问题385

二、水温对水流挟沙力的影响387

参考文献391

第十二章泥沙的存在对水流的影响394

第一节泥沙颗粒对水流紊动结构的影响394

一、紊动强度的实测资料394

二、泥沙颗粒引起的反映紊动特性的参数的变化397

三、泥沙影响紊动结构的讨论399

第二节泥沙颗粒对流速分布的影响403

一、悬移质影响流速分布的试验资料403

二、主流区的流速分布406

三、近底区的流速分布411

四、包括近壁流区在内的全部流区中的流速分布412

第三节泥沙运动对水流能量损失的影响413

一、周界变化与泥沙运动对水流能量损失的影响413

二、推移质对水流能量损失的影响413

三、悬移质对水流能量损失的影响415

第四节水流条件因泥沙的存在而改变后进一步对泥沙运动的影响424

一、近底含沙量梯度的存在及由此而引起的流速分布的变化对垂线含沙量分布的影响424

二、细颗粒泥沙的存在对粗颗粒泥沙的运动的影响426

参考文献427

第十三章高含沙水流及泥石流430

第一节高含沙水流430

一、概况430

二、流动特性431

三、泥沙运动特性439

第二节泥石流450

一、概况450

二、泥石流的类型451

三、运动特征452

四、水力类泥石流的运动机理455

五、泥石流的运动速度和阻力459

参考文献461

第十四章异重流464

第一节异重流的形成和运动464

一、异重流与一般明渠水流的异同464

二、异重流的形成条件466

三、异重流的运动468

第二节选择性引水492

一、各种特定条件下的选择性引水493

二、水库异重流排出数量493

第三节异重流的扩散、传输和沉积499

一、异重流界面的稳定问题499

二、异重流失去稳定后的扩散和传输504

三、异重流中泥沙的沉淀505

第四节高浓度异重流506

一、河流高浓度异重流507

二、水库高浓度异重流507

三、海底高浓度浑浊流508

参考文献511

第十五章风沙运动515

第一节风沙运动的基本形式及与流水输沙的主要差别515

一、风沙运动的基本形式515

二、流水和空气中泥沙运动的主要差别518

第二节荒漠上的风速分布519

一、没有发生泥沙运动以前的风速分布519

二、有泥沙运动时的风速分布521

第三节泥沙在风力吹扬下的运动规律524

一、泥沙的起动524

二、推移质运动526

三、悬移质运动532

第四节风成床面形态的发生与发展532

一、风成床面形态的基本类型533

二、沙丘移动的规律540

参考文献541

第十六章波浪作用下的泥沙运动544

第一节概述544

一、问题的性质544

二、水槽试验技术545

第二节波浪的基本性质545

一、波浪的产生和传播545

二、波浪的运动性质547

三、边界层的发生发展551

四、波浪行近岸线时所发生的变化556

五、近岸带由波浪产生的流动558

第三节波浪掀沙的机理563

一、泥沙的起动564

二、波浪作用下泥沙运动的轨迹570

三、推移质运动572

四、悬移质运动576

五、全沙输沙率579

第四节泥沙的沿岸运动580

一、泥沙沿岸运动的基本形式580

二、沿岸流挟沙能力581

第五节垂直于海岸方向的泥沙运动及海滩剖面的塑造584

一、质体流所引起的垂直于岸线的泥沙运动584

二、泥沙运动方向——中立线的概念585

三、岸坡剖面的塑造585

第六节波浪作用下的浮泥运动587

一、浮泥运动的基本现象588

二、底部浮泥流588

三、浮泥的悬扬590

四、浮泥对波浪的阻尼作用591

第七节海成沙丘的形成和发展592

一、沙纹592

二、沿滨沙坝596

参考文献599

第十七章管路中的固体输送604

第一节管路中泥沙运动的形式及流区的划分604

一、泥沙运动的基本形式604

二、管道二相水流的流区划分605

三、管道二相水流和明渠二相水流的异同606

第二节均质浆液在管路中的运动607

一、层流运动607

二、自层流到紊流的过渡614

三、紊流运动615

第三节水平管路中的两相流运动618

一、以水为输送介质时的两相流运动618

二、以均质浆液为输送介质时的两相管流运动644

第四节垂直及倾斜管路中的固体输送646

一、垂直管道中的阻力损失646

二、倾斜管道中的阻力损失647

第五节减阻问题648

一、高分子聚合物减阻648

二、纤维状材料减阻651

三、充气减阻652

四、细颗粒减阻653

第六节 管道两相流运动研究中存在的问题及改进途径655

参考文献658

结束语663

一、理论研究663

二、实验研究663

三、资料整理664

参考文献664

付录665

一、常用符号表665

二、人名索引672

三、内容索引679