泥沙特征表述方式-水文学原理第2版

河流泥沙的特征，一般可以用密度、干容重、粒径、级配和水力粗度等方式来描述。

1.河流泥沙的密度γs

指取自河流的沙样中各种颗粒实际重量之和Ws与各个颗粒实际占有体积的比值，即

河流泥沙由于沙粒成分不同而略有差异，但变化范围较小，大约在2.60～2.70g／cm3之间，一般估算时可取2.65g／cm3。

2.河流泥沙的干容重γ0

指沙样烘干后的重量与原状沙样的体积的比值，γ0与γs之间存在下述关系：

式中：e为孔隙比，即沉积泥沙中孔隙体积与沙粒体积的比值。

3.　河流泥沙的粒径D

粒径指泥沙颗粒的大小，而河流泥沙是由大小不一，形状各异的众多颗粒组成的。如较粗泥沙颗粒因常沿河底滚动，由于相互碰撞及摩擦而呈圆形或椭圆形；较细泥沙颗粒则多属于粗颗粒破碎后的较坚硬成分，又常悬浮于水中运动，碰撞摩擦少，而呈极不规则棱角形状。由于中等以上泥沙颗粒近似于球体，故采用容积与泥沙颗粒容积相等的球体直径来表征泥沙粒径。如果沙粒容积为V，其等容粒径D为(www.xing528.com)

实际分析中常采用泥沙颗粒的长轴a，中轴b和短轴c的均值计算D，即

一般而言，河流上游因比降大水流湍急而挟带泥沙颗粒较大，下游比降小水流较缓挟带泥沙颗粒也较小。

4.河流泥沙的颗粒级配

常用泥沙颗粒级配曲线来表征河流泥沙颗粒组成特征。这一曲线的横坐标为泥沙颗粒的直径，以mm计；纵坐标为小于这一直径泥沙在全部沙样中所占的重量百分数，如图11.1所示。从图中可以看出，曲线Ⅰ的斜率陡而曲线Ⅱ较缓，表明曲线Ⅱ代表的沙样粒径较细，而曲线Ⅰ代表的沙样粒径比较均匀；还可以看出，曲线Ⅰ代表的沙样中，粒径小于0.15mm的沙粒占全部沙重的77%。

图11.1　河流泥沙颗粒级配曲线示意图

5.河流泥沙的水力粗度

由于泥沙的密度大于水，泥沙颗粒在静水中将向下沉降并遇到水流阻力。初始时刻，重力大于阻力，泥沙颗粒下沉具有加速度，随着下沉速度加大阻力也加大，到某一特定时刻阻力将等于重力而使泥沙颗粒以匀速下沉，这时的速度称为泥沙的沉降速度。由于沉降速度的大小也可以表明泥沙粒径的大小，又称为泥沙的水力粗度，以cm／s计。