3.推移運(yùn)動 二相紊流型高含沙水流中的推移運(yùn)動問題,實(shí)質(zhì)上也就是與清水性質(zhì)不同的漿液挾帶粗顆粒推移質(zhì)的問題。清水與漿液體系的差別為:
1)漿液的單位容重比清水大,使前者沿流動方向的拖曳力大于后者,并使泥沙在運(yùn)動中所承受的浮力也要大得多。
2)漿液的粘性比清水大,泥沙顆粒一旦跳離床面后,其下沉速度要比在清水中為小。
3)漿液的紊動強(qiáng)度比清水弱,使作用在河床表面泥沙顆粒上的有效作用力減小。但水流在河床表面阻力卻有所減少。
這三重影響的綜合效應(yīng)將使?jié){液挾帶推移質(zhì)的能力較清水為大。據(jù)試驗(yàn),細(xì)顆粒泥沙與清水組成的漿液所能推動泥沙的重量要比清水大幾十倍,漿液的有效粘性系數(shù)愈大,流速愈小,這個比值也愈大。
4.漿河現(xiàn)象 當(dāng)含沙量超過某一極限后,在洪峰忽然退落、流速迅速減小的情況下,有時整個水流已不能保持流動狀態(tài),就地停滯不前。這種高含沙水流所造成的河槽堵塞現(xiàn)象,稱為漿河。
漿河出現(xiàn)后,若上游又有大量渾水繼續(xù)下行,使能量不斷積蓄,則將重新轉(zhuǎn)化為運(yùn)動狀態(tài),有時漿河也并非全部停滯,而是具有間歇性陣流特征。如果上游沒有渾水下行,則漿河也會持續(xù)下去,以致泥沙逐漸淤積密實(shí)。觀測資料表明,泥沙組成越粗,出現(xiàn)漿河時的含沙量也越大。
5.揭河底現(xiàn)象 在黃河干流龍門、渭河臨潼一帶,有時當(dāng)通過高含沙大洪峰時,河床發(fā)生強(qiáng)烈的沖刷,可以看到厚達(dá)1米的成塊河床淤積物被掀起露出水面,再塌落水中,或者把成片的河床淤積物象卷地毯一樣卷起,一次洪峰可以將河床沖深幾米乃至近十米,這種高含沙水流的強(qiáng)烈沖刷現(xiàn)象,稱為揭河底。
大片河床淤積物被掀起,是由于高含沙水流加大了推移運(yùn)動的機(jī)理所致。水流作用于床面上的拖曳力等于水深、坡降和容重的乘積,即rmhI,高含沙水流的容重比清水大得多,它所產(chǎn)生的拖曳力也就相應(yīng)增大。一般河床淤積物的干容重為1.4噸/米3左右,相應(yīng)的飽和容重約為1.87噸/米3,這意味著1400公斤/米3左右的含沙量,就可以使這樣的淤積物浮出水面了。
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