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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