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前言页1

序言1

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8

第一节 泥沙的来源和岩石的风化10

第二章 泥沙的形成及性质10

第二节 泥沙的基本性质14

一、颗粒性质14

二、群体性质21

三、细颗粒泥沙表面的物理化学作用28

第三节 浑水的性质32

一、浑水的容重、含沙量及其表示方式32

二、浑水的粘性33

第四节 泥沙的分类40

参考文献41

第一节 圆球在静水中的沉淀运动43

第三章 泥沙的沉速43

第二节 颗粒形状对沉速的影响--天然泥沙的沉降规律48

一、泥沙在沉降过程中的方位问题48

二、几何形状规则的物体的沉降规律50

三、天然泥沙的沉降规律52

第三节 边界条件对沉速的影响55

第四节 含沙浓度对沉速的影响58

一、含沙量低时浓度对均匀沙沉速的影响59

二、含沙量高时浓度对均匀沙沉速的影响60

三、混合沙的沉降规律64

四、不同排列组合的泥沙在沉降中的受力情况68

第五节 紊动对沉速的影响71

一、紊动对沉速影响的分析研究71

二、紊动对沉速影响的试验研究72

第六节 絮凝对沉速的影响74

一、产生絮凝现象的泥沙粒径范围74

二、絮团的沉速及影响絮团形成的因素74

三、絮凝结构的形成及对沉速的影响77

参考文献79

一、层流与紊流82

第一节 紊流的性质82

第四章 水流的紊动82

二、紊动的产生84

三、动量交换及紊动应力86

四、猝发现象87

五、紊动漩涡的结构和组成93

第二节 经典紊流理论94

一、掺混长度理论94

二、紊流相似假说97

三、紊动统计理论98

二、明渠水流紊动特性的主要量测成果102

第三节 明渠水流中紊动特性的量测资料102

一、明渠水流中紊动特性的量测手段102

参考文献109

第五章 有关泥沙运动的一些基本概念111

第一节 床面泥沙颗粒的受力情况111

一、拖曳力与上举力111

二、粘结力116

三、粒间离散力117

四、渗透压力118

二、跃移质119

第二节 泥沙颗粒的几种运动形式119

一、接触质119

三、悬移质122

四、层移质122

五、推移质及悬移质的相对重要性123

第三节 划分推移质及悬移质的意义125

一、泥沙运动的连续性125

二、推移质与悬移质在物理本质上的区别125

三、定床与动床上的泥沙运动128

一、问题的提出129

第四节 床沙质与冲泻质129

四、划分推移质与悬移质的实际意义129

二、床沙质及冲泻质运动规律的同一性130

三、流量-输沙率关系133

四、划分床沙质及冲泻质的标准135

五、区别床沙质及冲泻质的意义136

参考文献138

第六章 沙波运动140

第一节 沙波的发展消长140

一、沙纹140

二、沙垄142

三、平整144

四、沙浪145

五、急滩与深潭147

第二节 沙波面上的水流条件及泥沙运动148

第三节 沙波形成的机理151

一、沙纹的成因154

二、沙垄及沙浪的成因154

第四节 床面形态的判别准则165

一、平整-沙纹-沙垄区的判别准则166

二、沙垄-平整-沙浪区的判别准则168

第五节 沙波的几何及运动特征170

一、沙波几何形态的统计特征170

二、沙波平均波长及波高与水流、泥沙条件的关系173

三、沙波运动速度与水流、泥沙条件的关系178

第六节 研究沙波运动的意义179

一、沙波是冲积河流阻力的主要组成部分之一179

二、沙波的发展消长有时会造成水位-流量关系的异常现象180

三、根据沙波尺寸及运动条件，可以估算推移质输沙率180

参考文献182

一、水流所提供的能量184

第一节 水流能量的转换过程184

第七章 冲积河流的阻力184

二、就地克服阻力面损失的能量185

三、能量的传递185

四、能量平衡方程式186

五、近壁流区的重要性187

六、因克服阻力而损失的能量最后散失为热能187

第二节 摩阻作用的组成单元188

一、沙粒阻力188

四、河糟形态阻力189

五、人工建筑物的外加阻力189

三、河岸及滩面阻力189

二、沙波阻力189

第三节 研究冲积河流阻力问题的合理途径190

第四节 综合阻力与部分阻力之间的关系的处理方法194

一、作用于不同周界上的阻力单元的处理方法194

二、作用于同一周界上的阻力单元的处理方法199

第五节 各阻力单元的表达方式201

一、沙粒阻力201

二、沙波阻力209

四、河漫滩阻力215

三、河岸阻力215

一、钱宁-麦乔威综合阻力公式219

二、日本吉川秀夫等的处理方法219

第六节 综合阻力的表达方式219

三、李昌华-刘建民阻力关系220

第七节 有关阻力的的几个问题的讨论221

一、大糙率尺寸的阻力计算方法221

二、水温对阻力的影响223

三、河床渗透性对阻力的影响225

参考文献225

一、起动现象的描述229

第八章 泥沙的起动229

第一节 泥沙起动现象的随机性229

二、泥沙起动的判别标准230

第二节 无粘性均匀沙的起动条件233

一、起动条件的不同表达形式233

二、三种起动条件表达形式的比较241

三、斜坡上的泥沙起动条件244

四、断面周界上的剪切力分布246

二、给定水流及床沙组成条件下的临界粒径249

一、非均匀沙起动条件的物理涵义249

第三节 无粘性非均匀沙的起动条件249

三、考虑粗化过程的混合沙临界拖曳力251

第四节 粘性土的起动条件253

一、新淤粘性土的起动条件253

二、固结粘性土的起动问题256

参考文献259

第九章 推移质运动262

第一节 均匀推移质的运动规律262

一、梅叶-彼德公式262

二、拜格诺公式265

三、爱因斯坦推移质运动理论270

四、亚林推移质公式278

五、恩格隆公式279

六、阿克斯-怀特公式281

七、以平均流速为主要水力指标的推移质运动公式281

第二节 各家推移质公式的比较283

一、公式结构的分析与转化283

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285

第三节 非均匀推移质的运动规律289

三、沙莫夫、列维、岗恰洛夫推移质公式的比较289

一、推移质公式中床沙代表粒径的确定290

二、混合沙中各级粒径泥沙的输沙率291

参考文献296

第十章 悬移质运动298

第一节 紊动的猝发性质及泥沙的悬浮过程298

一、实验条件298

二、泥沙运动轨迹299

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299

第二节 泥沙颗粒对流速分布的影响301

五、悬浮泥沙运动机理302

四、泥沙运动速度302

第二节 泥沙扩散方程303

第三节 悬移质含沙量的垂线分布306

一、扩散理论307

二、重力理论321

第四节 悬移质输沙率324

一、爱因斯坦悬移质输沙率公式324

二、维利卡诺夫悬移质输沙率公式325

三、拜格诺悬移质输沙率公式327

第五节 不平衡输沙问题328

一、冲刷过程中的含沙量沿程恢复问题329

二、淤积过程中的含沙量沿程递减问题333

第六节 污染物质在水体中的散布335

一、中性物质的扩散和离散336

二、扩散系数的确定338

三、离散方程的解及离散系数的确定340

参考文献343

第十一章 水流挟沙力346

第一节 床沙质挟沙力公式346

一、理论公式346

二、经验或半经验公式353

三、公式的比较及资料范围的检验364

第二节 包括冲泻质在内的全沙沙量的估算365

一、利用水文站实测流量-输沙率关系推求年沙量366

二、根据流域因素估算来自流域并汇入江河的沙量371

三、根据水库淤积量估算流域产沙量374

第三节 有关水流挟沙力的若干问题的讨论374

一、挟沙力的双值(或多值)关系问题374

二、水温对水流挟沙力的影响376

参考文献380

一、紊动强度的实测资料382

第十二章 泥沙的存在对水流的影响382

第一节 泥沙颗粒对水流紊动结构的影响382

二、泥沙颗粒引起的反映紊动特性的参数的变化385

三、泥沙影响紊动结构的讨论387

一、悬移质影响流速分布的试验资料391

三、近底区的流速分布392

二、主流区的流速分布393

四、包括近壁流区在内的全部流区中的流速分布400

一、周界变化与泥沙运动对水流能量损失的影响401

第三节 泥沙运动对水流能量损失的影响401

二、推移质对水流能量损失的影响402

三、悬移质对水流能量损失的影响403

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411

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411

二、细颗粒泥沙的存在对粗颗粒泥沙的运动的影响413

参考文献414

第十三章 高含沙水流及泥石流416

第一节 高含沙水流416

一、概况416

二、流动特性417

三、泥沙运动持性425

第二节 泥石流435

一、概况435

二、泥石流的类型436

三、运动特征437

四、水力类泥石流的运动机理440

五、泥石流的运动速度和阻力444

参考文献446

一、异重流与一般明渠水流的异同448

第十四章 异重流448

第一节 异重流的形成和运动448

二、异重流的形成条件451

三、异重流的运动452

第二节 选择性引水473

一、各种特定条件下的选择性引水473

二、水库异重流排出数量477

第三节 异重流的扩散、传输和沉积479

一、异重流界面的稳定问题480

二、异重流失去稳定后的扩散和传输484

三、异重流中泥沙的沉淀485

第四节 高浓度异重流486

一、河流高浓度异重流486

二、水库高浓度异重流487

三、海底高浓度浑浊流488

参考文献490

第十五章 风沙运动493

第一节 风沙运动的基本形式及与流水输沙的主要差别493

一、风沙运动的基本形式493

二、流水和空气中泥沙运动的主要差别495

第二节 荒漠上的风速分布497

一、没有发生泥沙运动以前的风速分布497

二、有泥沙运动时的风速分布499

第三节 泥沙在风力吹扬下的运动规律501

一、泥沙的起动501

二、推移质运动503

三、悬移质运动508

第四节 风成床面形态的发生与发展509

一、风成床面形态的基本类型509

二、沙丘移动的规律515

参考文献516

第十六章 波浪作用下的泥沙运动518

第一节 概述518

一、问题的性质518

二、水槽试验技术519

第二节 波浪的基本性质519

一、波浪的产生和传播519

二、波浪的运动性质522

三、边界层的发生发展525

四、波浪行近岸线时所发生的变化530

五、近岸带由波浪产生的流动532

第三节 波浪掀沙的机理537

一、泥沙的起动538

二、波浪作用下泥沙运动的轨迹544

一、泥沙沿岸运动的基本形式544

三、推移质运动546

四、悬移质运动549

五、全沙输沙率553

第四节 泥沙的沿岸运动554

二、沿岸流挟沙能力555

一、质体流所引起的垂直于岸线的泥沙运动558

二、泥沙运动方向--中立线的概念558

第五节 垂直于海岸方向的泥沙运动及海滩剖面的塑造558

三、岸坡剖面的塑造559

第六节 波浪作用下的浮泥运动561

一、浮泥运动的基本现象561

二、底部浮泥流562

三、浮泥的悬扬564

一、沙纹565

四、浮泥对波浪的阻尼作用565

第七节 海成沙丘的形成和发展565

二、沿滨沙坝569

参考文献573

第十七章 管路中的固体输送577

第一节 管路中泥沙运动的形式及流区的划分577

一、泥沙运动的基本形式577

二、管道二相水流的流区划分578

三、管道二相水流和明渠二相水流的异同579

一、层流运动580

第二节 均质浆液在管路中的运动580

二、自层流到紊流的过渡587

三、紊流运动588

第三节 水平管路中的两相流运动590

一、以水为输送介质时的两相流运动590

二、以均质浆液为输送介质时的两相管流运动615

第四节 垂直及倾斜管路中的固体输送617

一、垂直管道中的阻力损失617

二、倾斜管道中的阻力损失618

第五节 减阻问题619

一、高分子聚合物减租620

二、纤维状材料减租623

三、充气减阻623

四、细颗粒减阻624

第六节 管道两相流运动研究中存在的问题及改进途径626

参考文献629

结束语633

附录635

一、常用符号表635

二、人名索引642

三、内容索引649