发布时间 : 星期一 文章河流动力学概论（清华版）习题更新完毕开始阅读6384d003da38376bae1faeb6
?太大）??0.6m，回到第①步重算。 到4.38987，与左边不符（显然所设Rb，重设Rb??0.688m 试算过程如下表所示，最终结果为RbRb'的代入Rb'方程后'ks/δ χ(图3-10) Rb所满足的方程 初值 右边得到的值 1.000 2.80457 1.20 3.528184=(Rb')1/2lg(24540.0Rb') 4.389875 0.600 2.17241 0.700 2.34648 0.670 2.29564 0.680 2.31271 0.690 2.32965 0.688 2.32628 1.31 1.26 1.28 1.27 1.27 1.27 3.528184=(Rb')1/2lg(26789.5Rb') 3.528184=(Rb')1/2lg(25767.0Rb') 3.528184=(Rb')1/2lg(26176.0Rb') 3.528184=(Rb')1/2lg(25971.5Rb') 3.528184=(Rb')1/2lg(25971.5Rb') 3.528184=(Rb')1/2lg(25971.5Rb') 3.258043 3.560961 3.473846 3.502171 3.533095 3.526925 ??0.688m ③通过试算求得Rb???gRb?J?相应地U*12??9.8?0.688?0.0003?12?0.04497m/s
?s??D0.6?10?3Einstein水流强度：???1.65??4.79651
??RbJ0.688?0.0003代入式式（4-68）计算得到：??0.69602
求粒径为D = 0.6 mm颗粒的临界剪切应力τc：先计算Shields图中的辅助线参数：
D??s??0.6?10?3?30.1gD?0.1?1.65?9.8?0.6?10?18.68882 ?6?10查Shields曲线图4-4得Θ = 0.032，即
?c?0.032，因此得到
??s???D?3临界剪切应力?c???s???D??1650?9.8?0.6?10?0.032?0.310464Pa 临界剪切流速U*c???c??12??0.3104641000?12?0.01762m/s
I．按照Einstein理论求其悬移质单宽输沙率：
前已计算得??0.69602，由式（4-55）可知其推移质单宽输沙率gb满足正式：
g????1???b??3??s??s?????gD?12121?1000???????? 2650?9.8?1650??9.8?0.00063?gg1212?0.65155gb?0.69602
所以gb?1.06825N/(s?m)?0.10901kgf/(s?m)
?则有： 假定推移质层厚度为2D、运动速度为11.6U*??2D??s??1.06825?11.6?0.04497?2?0.6?10?3?2650?9.8? Sva?gb/?11.6U*?0.06571(体积含沙量)
其重量含沙量为：Swa?Sva??s?1706.51763N/m3?174.13445kgf/m3。由本题前面计算结果：A?ah?0.6?10?3?21.5?0.8?10?3，Z?3.18589 查图5-4得I1 = 0.1，I2 = -0.78，代入公式得到：
???30.2h??gs?11.6?sU*aSva?2.303lg??I1?I2?
k?s????gb???2.303?lg?30.2?1.50.0006??0.1?0.78??
?gb?2.303?4.87795?0.1?0.78??0.34339gb?0.36683N/(s?m)
?0.03743kgf/(s?m)
II．根据张瑞瑾公式（5-54）、（5-55）计算悬移质单宽输沙率：
3UL?1.13?9.8?1.5?0.08463??1.06988 UL?1.1m/s，
gh?由图5-5可见，取m = 1.6，K = 0.02，代入式（5-54）中可得：
3?UL?1.63Sm?K???0.02?1.06988?0.02228kgf/m
?gh??m因此悬移质单宽输沙率为：gs?SmULh?0.02228?1.1?1.5?0.03676kgf/(s?m) III．根据Bagnold公式（5-61）计算悬移质单宽输沙率：
gs?0.01?s?s???0ULUL??0.01?26501.1?4.41?1.1??1.01266N/(s?m) 16500.08463?0.10333kgf/(s?m)
（4）依据Einstein理论
gt?gb?gs?0.10901?0.03743?0.14644kgf/(s?m)
可见，对于给定的水流条件，Einstein理论的计算结果表明这种粒径的床沙挟沙力中以推移
质输运的数量为主。
第六章
1. 解释Langbein-Schumm定律，说明为什么最大产沙量发生的半干旱草原地区，而不是沙漠灌丛区或降雨量很大的地区。 答：书上第123页至124页。
2. 什么是流域的泥沙输移比？宜昌站以上的长江流域，泥沙输移比约为多少？ 答：
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？ 答：
单位流域面积内的河道长度称为河网密度（drainage density）Du其定义为
Du???L?uAu
其中，
??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1.8～7 km/km2。
4. 标注习题6.4图所示流域水系中河道的Strahler级别。 答：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。 答：
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？
答：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/s 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 B / m 101 118 121 137 145 308 320 h / m 2.8 3.7 3.9 4.3 4.8 4.9 5.2 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
平均水深—宽深比及平均水深—流量关系曲线2500706520006055流量 Q / m3/s150050451000403550030250234平均水深 h / m平均水深—流量关系曲线平均水深—宽深比关系曲线5620宽深比 B/h
可以看出，当平均水深h = 4.7 m时，宽深比B/h最小，此时对应的流量Q = 1400 m3/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