二建水利知識點:挾沙能力如何定義
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指在一定水流和邊界條件下,水流能夠輸移的泥沙量。可用單位時間內(nèi)通過河流斷面的泥沙質量即輸沙率Qs(kg/s)表示;也可用斷面平均含沙量S(kg/m3)表示。單位水體中所含懸移質的質量稱含沙量。含沙量在過水斷面中沿豎向和橫向的分布,受水流情況及泥沙顆粒組成等因素影響,常不均勻。按規(guī)定在過水斷面中取若干點的含沙量進行平均,稱斷面平均含沙量。如該斷面流量為Q(m3/s),則Qs=SQ。當水流挾帶的泥沙量大于水流挾沙能力時,水流中的部分泥沙就要淤積在河床;當水流挾帶的泥沙量小于水流挾沙能力時,河床就要發(fā)生沖刷。
河流中的推移質和懸移質中較粗顆粒,在床沙中大量存在,屬于床沙質。它們在輸移過程中有機會與床沙進行充分交換。因此,在經(jīng)過一定距離后,其含量必然達到飽和即等于水流挾沙能力。這部分沙量可以通過根據(jù)力學關系建立起來的水流挾沙能力公式計算。理論上根據(jù)推移質和懸移質運動理論,分別求出推移質和懸移質中床沙質的輸沙率,然后把它們相加,就得到在一定水流和邊界條件下能夠通過河段下泄的床沙質數(shù)量,如H.A.愛因斯坦的床沙質函數(shù)和R.拜格諾的床沙質輸沙率公式。但是,限于當前的理論水平,用理論公式來估算天然河流挾沙能力時,還有相當大的偏差。因此,在工程實踐中,通常采用一些經(jīng)驗或半經(jīng)驗性的公式,這樣的公式具有地區(qū)性和局限性。
懸移質中較細的泥沙顆粒,在床沙中很少,屬于沖瀉質。它們在輸移過程中不能與床沙進行充分交換,常處于不飽和狀態(tài)。因此,它們在水流中的含量不僅取決于水流條件,而且還與河段上游流域供沙條件有關。要確定包括沖瀉質在內(nèi)的通過河段的總輸沙量必須依據(jù)野外實測資料,例如,水文站實測泥沙資料、流域產(chǎn)沙資料和水庫淤積資料等。

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