河流动力学概论清华版习题Word格式.docx

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泥沙量St与流域中的地表侵蚀总量Se之比称为泥沙输移比。

20世纪80年代宜昌站以上的长江流域，泥沙输移比约0.35。

3.说明河网密度和沟壑密度的定义。

黄土高原丘陵沟壑区的沟壑密度为多大？

单位流域面积内的河道长度称为河网密度（drainagedensity）Du其定义为Du=（å

L）uAu其中，（å

L）u为级别为u的河道总长度。

单位流域面积内的沟道总长度称为沟壑密度。

黄土高原丘陵沟壑区的沟壑密度为1.8～7km/km2。

4.标注习题6.4图所示流域水系中河道的Strahler级别。

方法见第127页及图6-7，略。

5.在什么情况下，可以认为冲积河流处于平衡状态、形成均衡河道？

说出有代表性的三种均衡河流定义。

如果河流和边岸的物质组成不改变或流域来水沙没有较大变化，在准衡时段内，河道依然能够在河道平面摆动和断面有冲有淤的演变过程中达到一个稳定、平衡的一般形态，河道的主要几何尺寸基本不变，此时称为河流处于平衡状态，或称形成了“均匀河道”。

以下所述是具有代表性的几种均衡河流定义：

⑴以河道形态随时间的变化为判据⑵以河道内泥沙的输运过程为判据⑶以河道的输沙耗能效率为判据6.什么是造床流量？

说明其在实际工程中的重要意义。

为什么可以用平滩流量表示造床流量？

对某一时段内平均意义上的均衡河道形态来说，真正起到控制、主导作用的流量应是一个中等流量。

从理论上说，天然的流量变化过程所形成的均衡河道形态，可以通过在河道中恒定施放这一中流量和相应含沙量而塑造出来，这即是Inglis于1949年所提出的造床流量概念。

平滩水位指在滩槽分明的河流里，主槽充满之后、与新生河漫滩表面齐平的水位。

之所以选择用平滩流量代表造床流量，是由于它标志了来水来沙的动力作用从塑造主槽到塑造滩地的一个转折点，从而在河道形态演变中有重要意义。

7.下表是某河流断面的实测流量Q、水面宽B、平均水深h数值。

试分别用最小宽深比法和最大dB/dh法求其平滩水位，确定平滩流量。

Q/m3/s50075010001250150017502000B/m101118121137145308320h/m2.83.73.94.34.84.95.2解：

⑴最小宽深比法绘制平均水深—宽深比及平均水深—流量关系曲线可以看出，当平均水深h=4.7m时，宽深比B/h最小，此时对应的流量Q=1400m3/s即为平滩流量。

⑵最大dB/dh法绘制平均水深—水面宽关系曲线

当dB/dh最大时，即平均水深—水面宽关系曲线的斜率达到最大。

由上图可知，此时平均水深h=4.87m，再查平均水深—流量关系曲线，查得其对应的流量Q=1600m3/s。

8.利用陕县站11年水沙资料文件，任选其中3年的水沙资料，列表、绘图计算有效输沙流量的数值。

并与1987—1990年期间的数值进行比较。

解：

资料不全，略。

9.沿程河相关系中，水面宽大约与特征流量的多少次方成正比？

查图6-17知，沿程河相关系中，水面宽大约与特征流量的0.55次方成正比。

10.在一条河流上，下游测站A的平滩流量是上游测站B处平滩流量的4倍，试估算测站A处平滩流量下的水面宽比测站B处大多少？

因为沿程河相关系中，水面宽大约与特征流量的0.55次方成正比。

故0.550.55，B下=aQ下B上=aQ上所以B下æ

Q下ö

=ç

÷

B上è

Q上ø

0.55=40.55»

2.14355，即B下-B上»

2.14355-1=1.14355B上于是，估算测站A处平滩流量下的水面宽比测站B处大1.14355倍。

第七章1.判断下述说法是否正确，并给出理由和根据：

“流域来沙量较大的河流，其河道将发生堆积抬高、形成散乱游荡的河型”。

上述说法是正确的。

床沙质相对来量的大小对不同河型的形成起着重要作用。

在床沙质来量较多的河流中，常会发展形成游荡河型。

这样的河流河身顺直，比降陡，糙率小，流量大，具有挟沙能力较大的特点，以便适应流域来沙多的情况。

同时，流域的床沙质来量越大，河流就愈不稳定，表现为纵向冲淤幅度很大。

另一方面，由于水流功率很大，来自流域的细颗粒泥沙无从沉淀，形成河岸的物质都是无粘性的颗粒，河岸抗冲性因而比较小，导致河流的横向摆动不受约束。

这两方面的结合，就使游荡型河流具有散乱多变的特点。

流域床沙质来量多少是游荡型与稳定分汊型河道的重要区别。

河流的稳定性关键在于流域床沙质来量的多少。

大量泥沙自流域进入河流下泄时，即使河流处于整体冲淤平衡状态，也会出现局部的短暂强烈冲刷与淤积、汊道的新旧交替，使得主流来回摆动，河流就会具有游荡的特性。

2.试说明同一条河流在上、中、下游会出现不同的河型的原因。

河流的上、下游河段出现不同河型的原因也可以从输沙平衡角度加以解释。

河流沿程一般有支流入汇，如果假定支流的含沙量和干流相差不大，则在支流汇口的下游，干流的含沙量并没有变化，水量却加大了。

从挟沙能力的角度考虑，每有支流注入，入汇口以下的挟沙能力将增加而含沙量相对不变，或者说，愈到下游，随着支流的入汇和水量的增加，床沙质的相对来量就变得愈来愈小，而输沙能力越来越大，可能会使输走的沙量大于来沙量（即河道的冲刷）。

为了达到河段的平衡，下游河道需要不断调平比降。

这种比降的调整有一部分是通过河身弯曲，流路加长来实现的。

水量的不断增加使洪水漫滩的机会增多，比降的调平又使漫滩的流速减小，洪水中挟带的细颗粒泥沙有可能在滩地上淤积下来，形成二元结构的河漫滩沉积相，使滩岸具有一定的抗冲性，使弯曲的流路得以维持，最终发展形成弯曲河流。