600+大學(xué)各類科目考試資料，盡在微信公眾號(hào)：大學(xué)資源庫(kù)，備用公眾號(hào)：大學(xué)學(xué)習(xí)庫(kù)，QQ：8351559973前言河流動(dòng)力學(xué)就是以力學(xué)及統(tǒng)計(jì)等方法研究河流在水流、泥沙和河床邊界三者共同作用下的變化規(guī)律的學(xué)科！主要內(nèi)容包括泥沙運(yùn)動(dòng)和河床演變！河流動(dòng)力學(xué)的研究方法有理論研究、試驗(yàn)研究、原型觀測(cè)、數(shù)學(xué)模型。第一章P16等容粒徑公式。粒徑大小分類、漂石、卵石、礫石、沙礫、粉粒、黏粒，有效密度的表示方法(PS-P)/P從自然界取得的原狀泥沙，經(jīng)過100到105度的溫度烘干后，其質(zhì)量與原泥沙整體體積的比值稱為泥沙的干密度。相應(yīng)重量的比值稱為干容重。泥沙干密度主要受泥沙粒徑、淤積厚度、淤積歷時(shí)等因素的影響，注意圖p21，P22的圖在靜水中的泥沙，由于顆粒之間的摩擦作用，可以堆積成一定角度的穩(wěn)定傾斜而不塌落，傾斜面與水平面的夾角稱為泥沙的水下停止角！第二章1泥沙沉降速度是指單顆泥沙在足夠大的靜止請(qǐng)水中等速下沉?xí)r的速度，簡(jiǎn)稱沉速。由于泥沙顆粒越粗，沉速越大，因此又被稱為水力粗度!2雷諾數(shù)小于0.5為停滯性狀態(tài)，大于1000屬于紊動(dòng)狀態(tài)，介于之間屬于過渡狀態(tài)。3影響泥沙沉降速度因素有，顆粒形狀，邊壁條件，含沙濃度，紊動(dòng)，絮凝等4泥沙顆粒越細(xì)。其比表面積越大，當(dāng)泥沙粒徑小于0.01毫米，顆粒表面的物理化學(xué)作用可使顆粒之間產(chǎn)生微觀結(jié)構(gòu)，隨著這種顆粒泥沙的增加，相鄰的若干帶有吸附水膜的細(xì)顆粒便彼此連接在一起形成絮團(tuán)，這種現(xiàn)象稱為絮凝現(xiàn)象。第三章注意資料計(jì)算題游蕩型河段演變規(guī)律：形態(tài)特性，平面形態(tài)看，河身比較順直，往往寬窄相間，類視藕節(jié)狀，河段內(nèi)河床寬淺，洲攤密布，岔道交織。水流特性：因河床寬淺，平均水深很小。水文特性表現(xiàn)為暴漲暴落，年內(nèi)流量變化大。輸沙特性：含沙量大，而且同流量下含沙量變化很大，流量與含沙量關(guān)系不明顯。同意流量，因上站含沙量的不同，其輸沙率相差很大，出現(xiàn)多來多排，少來少排現(xiàn)象。演變規(guī)律：沖淤變化，汛期主槽沖刷，灘地淤積。非汛期，主槽淤積，灘地坍塌。從長(zhǎng)時(shí)間看，表現(xiàn)為主槽淤積抬高，而灘地持續(xù)抬高。平面變化上，主流擺動(dòng)不定，主槽位置也擺動(dòng)，擺幅相當(dāng)大導(dǎo)致河勢(shì)變化劇烈！床面形態(tài)與水流阻力沙波作為河床表面推移質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)的主要外在表現(xiàn)形式，直接關(guān)系到河床的變形，決定河床的阻力。隨水流強(qiáng)度的不斷變化，沙波有其產(chǎn)生、發(fā)展和消亡的過程。沙波的五個(gè)發(fā)展階段：沙紋→沙壟→過渡、動(dòng)平整→沙浪→急灘與深潭①沙紋：水流流過平整的河床床面，在水流達(dá)到一定強(qiáng)度后，部分沙粒開始運(yùn)動(dòng)，此后不久，少量沙粒聚集在床面的某些部位，形成小丘，徐徐向前移動(dòng)加長(zhǎng)，最后連接成為形狀及其規(guī)則的沙紋。沙紋尺度較小，主要是近壁層流層的不穩(wěn)定性所產(chǎn)生，與平均水深關(guān)系不大。隨著水流強(qiáng)度的增大，沙紋在平面上逐漸從順直過渡到彎曲、再過渡到對(duì)稱和不對(duì)稱的沙鱗。②沙壟：隨著流速的增加，沙紋發(fā)展成沙壟，其尺寸與水深有密切關(guān)系。在平面外形上，在水流強(qiáng)度逐漸加大的過程中，沙壟將自順直發(fā)展到彎曲，成懸鏈和新月形。③過渡、動(dòng)平整：在沙壟發(fā)展到達(dá)一定高度以后，如果流速繼續(xù)增大，沙壟轉(zhuǎn)而趨于衰微，波長(zhǎng)逐漸加大，波高逐漸減小，最后河床再一次恢復(fù)平整。④沙浪：河床第二次恢復(fù)平整時(shí)，泥沙運(yùn)動(dòng)已達(dá)到相當(dāng)大的強(qiáng)度。流速再次增大，接近或處于急流狀態(tài)時(shí)，床面再一次產(chǎn)生起伏的波浪。沙浪的運(yùn)動(dòng)方向有像沙紋及沙壟一樣，和水流運(yùn)動(dòng)方向一致的，但也有和水流運(yùn)動(dòng)方向相反的；前者為順行沙浪，后者為逆行沙浪。⑤急灘與深潭：流速在增加時(shí)，床面的起伏使河流在外表上看起來像一條山區(qū)河流，急灘與深潭相間，急灘段水流屬于急流，深潭段水流屬于緩流，從急流過渡到緩流通過水躍，并且整個(gè)外形徐徐向上游移動(dòng)。希爾茲數(shù)=：反映水流促使床沙運(yùn)動(dòng)的力和床沙抗拒運(yùn)動(dòng)的力的比值。此參數(shù)越大，泥沙可動(dòng)性越強(qiáng)，因而可以作為一個(gè)描述床沙由不動(dòng)到動(dòng)，由微動(dòng)到大動(dòng)的指標(biāo)。沙粒雷諾數(shù)Re：直接反映床沙高度與黏性底層厚度的比值，也可間接衡量水流促使床沙運(yùn)動(dòng)的力與黏滯力的比值。弗汝德數(shù)：對(duì)于與水流重力波直接關(guān)聯(lián)的特種沙波具有決定性意義。推移質(zhì)輸沙率推移質(zhì)及推移質(zhì)輸沙率：在河流床面附近以滾動(dòng)、滑動(dòng)、跳躍和層移等方式運(yùn)動(dòng)的泥沙稱為推移質(zhì)。在一定水流及床沙組成條件下，單位時(shí)間通過過流斷面的推移質(zhì)質(zhì)量，稱為推移質(zhì)輸沙率。2、愛因斯坦推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)理論：①任何沙粒被水流帶起的概率決定于泥沙的性質(zhì)及水流在河床附近的流態(tài)，與沙粒過去的歷史無關(guān)。②對(duì)于一定的沙粒，進(jìn)入運(yùn)動(dòng)的概率，在床面各處相同。③使泥沙起動(dòng)的主要作用是上舉力。當(dāng)瞬時(shí)上舉力大于沙粒在水中的重量時(shí)，床面沙粒就進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。④泥沙顆粒運(yùn)動(dòng)的單步距離約為沙粒直徑的100倍。愛因斯坦主要觀點(diǎn)：①間歇性：認(rèn)為推移質(zhì)泥沙運(yùn)動(dòng)是從跳起→隨水流運(yùn)動(dòng)→重力作用下沉床面（停止或滾、滑）→再次跳起，這樣一個(gè)反反復(fù)復(fù)的過程；②隨機(jī)性：間歇性的跳躍式運(yùn)動(dòng)主要與水流的脈動(dòng)有關(guān)，同時(shí)由于水流的脈動(dòng)流速具有隨機(jī)性，那么作用于泥沙顆粒上的瞬時(shí)作用力的大小也具有隨機(jī)性，因此不僅使得泥沙顆粒的起動(dòng)具有隨機(jī)性，而且其跳躍高度和水平距離也具有隨機(jī)性。③交換性：泥沙顆粒在作跳躍運(yùn)動(dòng)時(shí)是推移質(zhì)泥沙，當(dāng)它回落到床面停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，就成了床沙，因而可以把這種運(yùn)動(dòng)方式看作是床沙與推移質(zhì)的交換現(xiàn)象。4、愛因斯坦對(duì)推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)的六點(diǎn)基本認(rèn)識(shí)：(1)河床表面的泥沙及運(yùn)動(dòng)的推移質(zhì)組成一個(gè)不可分割的整體，它們之間存在著不交換。運(yùn)動(dòng)一靜止一再運(yùn)動(dòng)，說明了床面泥沙的全部歷史。沙粒在床面上停歇的時(shí)間愈久輸沙率愈小，推移質(zhì)輸沙率的大小實(shí)質(zhì)上決定于沙粒在床面上停留時(shí)間的長(zhǎng)短。(2)從泥沙運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性質(zhì)出發(fā)，應(yīng)該用統(tǒng)計(jì)學(xué)的觀點(diǎn)來討論大量泥沙顆粒在一定條件下的運(yùn)動(dòng)過程，而不是去研究某一顆或幾顆沙粒的運(yùn)動(dòng)。(3)任何沙粒被水流帶起的概率，決定于泥沙的性質(zhì)及其周圍床面附近的流態(tài)，與沙去的歷史無關(guān)。(4)使泥沙運(yùn)動(dòng)的作用力主要是上舉力，當(dāng)瞬時(shí)上舉力大于沙粒在水中的重量時(shí)，沙粒就進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。一定的沙粒在床面各處的起動(dòng)概率相同。(5)沙粒在走完一段距離以后，就要進(jìn)行一次選擇：究竟是繼續(xù)保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，還是到河床上。這個(gè)距離稱為單步距離，其長(zhǎng)短決定于沙粒的大小及形狀，與水流條件、床移及推移質(zhì)輸沙率無關(guān)。對(duì)于具有一般球度的沙粒來說，單步距離約相當(dāng)于粒徑的100倍。(6)沙粒在完成一個(gè)單步距離以后，只要當(dāng)?shù)氐乃矔r(shí)水流條件不足以維持其繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，就會(huì)在那里沉落下來。對(duì)于一定的沙粒，其在床面各處沉落的概率都是一樣的。懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)和水流挾沙力1、懸移質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)均三維方程：方程中各項(xiàng)的物理意義：方程左邊為含沙量變化率；方程右側(cè)前三項(xiàng)為對(duì)流項(xiàng)，表示由水流時(shí)均流速引起的懸移質(zhì)對(duì)流輸移；方程右側(cè)第四項(xiàng)為由泥沙重力作用引起的含沙量變化，稱為沉降項(xiàng)；方程右側(cè)后三項(xiàng)為擴(kuò)散項(xiàng)，表示由水流紊動(dòng)擴(kuò)散作用引起的懸移質(zhì)輸移。摻長(zhǎng)：渦體垂向運(yùn)移過程中能夠保持原有流動(dòng)特征的距離。河床的自動(dòng)調(diào)整作用：當(dāng)來流含沙量大于臨界含沙量S*時(shí)，河床將發(fā)生淤積，其結(jié)果使得斷面平均流速U增加，水深h減小，水力半徑R減小，懸沙細(xì)化，因而沉速減小，其綜合作用使得S*增加，逐漸趨向于S，即朝不淤的方向發(fā)展。當(dāng)來流含沙量小于S*時(shí)，河床即發(fā)生沖刷，其結(jié)果使得斷面平均流速U減小，水深h增加，水力半徑R增加，懸沙粗化，因而沉速增加，其綜合作用S*減小，逐漸趨向于S，即朝不沖的方向發(fā)展。第七章1、流域侵蝕是指在內(nèi)外力共同作用下，流域內(nèi)地表土層剝離、輸移的過程，從而導(dǎo)致流域自然環(huán)境的改變?nèi)绲匦纹鸱兓?、水土資源質(zhì)與量的改變等。2、流域侵蝕根據(jù)侵蝕動(dòng)力分為水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、重力侵蝕和人為侵蝕四種類型。水力侵蝕過程影響因子：降雨因子、地質(zhì)地貌因子、土壤特性及組成、植被因子、土壤侵蝕的人為環(huán)境因素。3、土壤侵蝕是指地表土壤及其母質(zhì)在內(nèi)外營(yíng)力共同作用下破壞、分離、搬運(yùn)和沉積的過程。4、水土保持即防止水土流失，保護(hù)、改良與合理利用水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，以利于充分發(fā)揮水土資源的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益、和社會(huì)效益，建立良好的生態(tài)環(huán)境。第八章1、書本120頁(yè)的圖8-1掌握。平原河流在平面上具有順直、彎曲、分汊、散亂等四種外形。2、河床演變的根本原因是輸沙不平衡。3、影響河床演變的主要因素：①：河道來水量及其變化過程；②河道來沙量、來沙組成及其變化過程；③河段的河谷比降；④河段的河床形態(tài)及地質(zhì)情況。4、能夠自由發(fā)展的平原沖積河流的河床，在水流的長(zhǎng)期作用下，有可能形成與所在河段具體條件相適應(yīng)的某種均衡的河床形態(tài)，這種均衡形態(tài)的有關(guān)因子（如水深、河寬、比降等）和表達(dá)來水來沙條件（如流量、含沙量、泥沙粒徑等）及河床地質(zhì)條件（在平原沖積河流中其本身的部分甚至整體往往又是來水來沙的函數(shù)）的特征物理量之間，常存在某種函數(shù)關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系成為河相關(guān)系或均衡關(guān)系。5、造床流量：是指其造床作用與多年流量過程的綜合造床作用相當(dāng)?shù)哪骋环N流量，是一個(gè)較大但又并非最大的洪水流量。6、確定造床流量的方法：①：馬卡維也夫法;②平灘水位法；③保證率法。（各方法具體內(nèi)容細(xì)節(jié)看書130頁(yè)，131頁(yè)的8-1是河相關(guān)系常用的經(jīng)驗(yàn)公式）第九章順直型河段是一種最簡(jiǎn)單最基本的河段有其獨(dú)特的演變規(guī)律：①形態(tài)特性:從平面看，這種河段的河身比較順直，河槽兩側(cè)分布有犬牙交錯(cuò)的邊灘和深槽，上下深槽之間存在較短的過渡段，常稱淺灘。順直型河段深泓線縱剖面特性與蜿蜒型河段相似，沿程起伏相間，但變幅較小。順直型河段的河相系數(shù)變化范圍大，但對(duì)同一河流則變化較小。邊灘的大小與河道的尺度相關(guān)。大尺度的河道，其邊灘尺度也大，反之則小。②水流特性：順直型河道由于存在深槽和淺灘，低水位時(shí)，淺灘段水深小，比降陡，而流速較大；河槽段則水深大，比降小，故流速較小。隨著流量的增加，淺灘和深槽的水流也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。③輸沙特性：從橫向分布看，邊灘推移質(zhì)輸沙率遠(yuǎn)大于深槽的；從縱向上看，邊灘中部的輸沙率大于灘頭和灘尾的，而深槽則相反，中部輸沙率小于深槽頭部和尾部的，這樣的輸移規(guī)律是與流速場(chǎng)相應(yīng)的。④演變規(guī)律：順直型河段演變的最主要特征是相互交錯(cuò)的邊灘向下游移動(dòng)，與此相應(yīng)，深槽和淺灘也同步向下游移動(dòng)。至于流量變化對(duì)演變的影響，根據(jù)水流隨流量變化的特點(diǎn)，枯水期淺灘沖刷，深槽淤積，洪水期則淺灘淤積，深槽沖刷。順直型河段的演變，除體現(xiàn)在邊灘下移外，根據(jù)河岸土質(zhì)情況，還可能呈現(xiàn)出周期性展寬現(xiàn)象。蜿蜒型河段演變規(guī)律：①形態(tài)特性：從平面上看，蜿蜒型河段是由一系列正反相間的彎道和介乎其間的過渡段銜接而成的。從橫斷面看，彎道段呈不對(duì)稱三角形，凹岸一側(cè)坡陡水深，凸岸一側(cè)坡緩水淺，過渡段基本上呈對(duì)稱的拋物線或梯形。由彎道段至過渡段斷面形態(tài)沿程是逐漸變化的。從縱剖面看，其深泓線是沿程起伏相同的，彎道段高程較低，而過渡段則較高。②水流特性：蜿蜒型河段的水流運(yùn)動(dòng)受離心慣性力的作用，凹岸一側(cè)的水位恒高于凸岸一側(cè)，這一力學(xué)現(xiàn)象決定了彎道水流結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。③輸沙特性：由環(huán)流橫向輸沙的基本圖形可知，由于上下部的輸沙率不等，橫向輸沙總是不平衡的。泥沙的橫向凈輸移量總是朝向環(huán)流下部所指的方向，亦即凸岸方向。洪水期彎道段的水流挾沙力大于過渡段的水流挾沙力，引起彎道段沖刷過渡段淤積，而枯水期則相反。④演變規(guī)律：蜿蜒型河段的演變現(xiàn)象，按其緩急輕重程度，可分為兩種情況：一種是經(jīng)常發(fā)生的一般演變，另一種是在特殊條件下發(fā)生的突變。1）一般演變：平面變化：蜿蜒曲折的程度不斷加劇，河長(zhǎng)增加，曲折系數(shù)加大。橫向變化：表現(xiàn)為凹岸崩退，凸岸淤長(zhǎng)?？v向變化：彎道段洪水期沖刷而枯水期淤積，過渡段則相反。突變：包括自然裁彎，撇彎和切灘等類型。分汊型河段演變規(guī)律：①形態(tài)特性：a橫斷面特性：分汊型河段的橫斷面，在分流區(qū)和匯流區(qū)均呈中間部位凸起的馬鞍形，分汊段則為江心洲分隔的復(fù)式斷面；b縱剖面特性：分汊型河段的縱剖面，從宏觀看，呈兩端低中間高的上凸形態(tài)，而幾個(gè)連續(xù)相間的單一段和分汊段，則呈起伏相間的形態(tài)，與蜿蜒型河段的過渡段和彎道段的縱剖面有相似之處；c從局部看，分流區(qū)至汊道入口，自分流點(diǎn)開始，兩側(cè)深泓線先為逆披而后轉(zhuǎn)為順坡，呈馬鞍狀；d汊道出口至匯流區(qū)，兩側(cè)的深泓線呈順披下降，支汊一側(cè)的縱按常陡于主汊一側(cè)的。就支汊一例進(jìn)、出口兩個(gè)陡坡而言，出口的順披更陡于進(jìn)口的逆坡。②水流特性：分流區(qū)的分流點(diǎn)：高水下移，低水上提；分流區(qū)的水位，支汊一側(cè)總高于主汊一側(cè)；分流區(qū)的斷面平均流速沿程呈減小趨勢(shì)；斷面上的等速線有兩個(gè)高速區(qū)，靠主汊一側(cè)流速最大，靠支汊一側(cè)的流速次之，中間為低速區(qū)；分流區(qū)總是存在環(huán)流。匯流區(qū)的水位，支汊一側(cè)總是高于主汊；匯流區(qū)的斷面平均流速沿程增大，斷面上的等速線同樣也存在兩個(gè)高速區(qū)和中間低速區(qū)；匯流區(qū)也有環(huán)流，其變化和分布與分流區(qū)的類似。③輸沙特性：分流區(qū)：左右兩側(cè)含沙量都較大，而中間較低，與等速線的分布相對(duì)應(yīng)；匯流區(qū)：左右兩側(cè)含沙量較小而中間較大，且底部的含沙量更大。④演變規(guī)律：汊道分流比汊道分沙比：汊道的演變主要特點(diǎn)：主支汊的易位；洲頭洲尾的沖淤；汊道的橫向位移；汊內(nèi)的縱向沖淤等。游蕩型河段演變規(guī)律：形態(tài)特性，平面形態(tài)看，河身比較順直，往往寬窄相間，類視藕節(jié)狀，河段內(nèi)河床寬淺，洲攤密布，岔道交織。水流特性：因河床寬淺，平均水深很小。水文特性表現(xiàn)為暴漲暴落，年內(nèi)流量變化大。輸沙特性：含沙量大，而且同流量下含沙量變化很大，流量與含沙量關(guān)系不明顯。同意流量，因上站含沙量的不同，其輸沙率相差很大，出現(xiàn)多來多排，少來少排現(xiàn)象。演變規(guī)律：沖淤變化，汛期主槽沖刷，灘地淤積。非汛期，主槽淤積，灘地坍塌。從長(zhǎng)時(shí)間看，表現(xiàn)為主槽淤積抬高，而灘地持續(xù)抬高。平面變化上，主流擺動(dòng)不定，主槽位置也擺動(dòng)，擺幅相當(dāng)大導(dǎo)致河勢(shì)變化劇烈！自然裁彎：蜿蜒型河段的發(fā)展由于某些原因（例如河岸土壤抗沖能力較差)，使同一岸兩個(gè)彎道的彎頂崩退，形成急劇河環(huán)和狹頸。狹頸的起止點(diǎn)相距很近，而水位差較大，如遇水流漫灘，在比降陡流速大的情況下便可將狹頸沖開，分泄一部分水流而形成新河。這一現(xiàn)象稱為自然裁彎。撇彎：當(dāng)河彎發(fā)展成曲率半徑很小的急彎后，遲到較大的洪水，水流彎曲半徑遠(yuǎn)大于河彎曲率半徑，這時(shí)在主流帶與凹岸急彎之間產(chǎn)生回流。使原凹岸急彎淤積。這種突變稱為撇彎切灘：河彎曲率半徑適中，而凸岸邊灘延展較寬且較低時(shí)，遇到較大的洪水，水流彎曲半徑大于河岸的曲率半徑較多，這時(shí)凸岸邊灘被水流切割而形成串溝，分泄一部分流量，這種突變稱為切灘第十章懸移質(zhì)泥沙測(cè)驗(yàn)的主要內(nèi)容包括懸移質(zhì)輸沙率測(cè)驗(yàn)和懸移質(zhì)顆粒分析。懸移質(zhì)含沙量測(cè)驗(yàn)儀器可以分為兩類：一類是通過現(xiàn)場(chǎng)取得水樣，在進(jìn)行水樣分析從而得到水中含沙量；另一類是通過渾水中泥沙含量的物理效應(yīng)，在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定水中含沙量的儀器，如：光電測(cè)沙儀、同位素測(cè)沙儀、振動(dòng)式測(cè)沙儀、超聲波測(cè)沙儀。垂線含沙量的測(cè)定方法：選點(diǎn)法、積深法、垂線混合法。懸移質(zhì)水樣處理及各自的特點(diǎn)：焙干法：將濃縮水樣移入烘杯，放入烘箱內(nèi)烘干。根據(jù)沙量多少，用天平稱出杯沙總重，減去杯重即得干沙重。此法精確度高，可以用于低含沙量情況。過濾烘干法：