推移質

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更新時間: 2013-12-13

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推移質是在水流作用下河床表面附近以滑動、滾動或跳躍方式運動的泥沙顆粒。推移質又稱床沙載荷、底載荷、推移載荷、牽引載荷,是指在水流中沿河底滾動、移動、跳躍或以層移方式運動的泥沙顆粒,在運動過程中與床面泥沙(簡稱床沙)之間經常進行交換。

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1 推移質 -推移質

水流沿河床流動時,床面上的泥沙顆粒受到水流拖曳力和上舉力的作用。當水流作用力或其對某支持點的力矩大於泥沙顆粒在水中有效重量和顆粒間的摩擦力(對細顆粒泥沙還有顆粒間的粘結力)或其對相應支持點的力矩時,泥沙顆粒將從靜止狀態轉入運動,稱為泥沙的起動。泥沙起動時的水流條件稱為泥沙的起動條件,以水流拖曳力、平均流速或水流功率來表示,分別稱為起動拖曳力、起動流速和起動水流功率,可根據理論公式或經驗關係確定。
  泥沙顆粒的運動方式與水流強弱、顆粒大小和形狀及其在床面所處的相對位置有關。對於相同組成的床沙,如流速較小,泥沙顆粒基本上作推移質運動。流速加大后,一部分泥沙顆粒躍離床面進入主流區,懸浮在水中,隨水流運動,成為懸移質;一部分泥沙顆粒仍在床面附近作推移運動,但推移層厚度增大。水流進一步加強,轉化成懸移質的泥沙顆粒越來越多,達到一定強度后,床面的泥沙顆粒出現成層的運動,也屬於推移質範疇。某種泥沙在一定水流條件下是作推移質運動還是作懸移質運動,由水流和泥沙特性決定。
  推移質在運動過程中與床面泥沙(簡稱床沙)之間經常進行交換。當存在懸移質時,推移質與懸移質之間也經常發生交換。
  泥沙運動達到一定強度后,床面會出現波浪起伏的形態,並隨水流緩慢移動,稱為沙波。在不同水流條件和床沙組成情況下,沙波具有不同的形態和尺度。迎水坡長而平,背水坡短而陡,尺寸較小(波高0.5~2.0cm,波長1~15cm)且與水深無關的稱為沙紋;形狀與沙紋相似,但尺寸較大,且與水深有關的稱為沙壟;兩坡對稱,猶如水面波浪的稱為沙浪;沙浪運動方向與流向相反的稱為逆行沙浪(見圖)。沙波形成條件、尺度和運動速度,可由理論或經驗關係確定。
推移質推移質
  單位時間內通過河流任意斷面的推移質質量稱為推移質輸沙率(kg/s),推移質輸沙率可以現場測量,也可根據理論或經驗公式,用水力、泥沙因子資料來估算。推移質輸沙率公式有:①以大量實驗工作為基礎建立起來的經驗公式,如梅耶-彼得公式;②根據某些物理學概念,通過一定力學分析建立起來的公式,如拜格諾公式;③用力學分析和統計理論相結合的方法建立起來的理論公式,如愛因斯坦公式。此外,還有一些用因次分析方法或其他方法建立的經驗和半經驗公式。
  參考書目
 錢寧、萬兆惠:《泥沙運動力學》,科學出版社,北京,1983。

2 推移質 -配圖

3 推移質 -相關連接

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