从河流泥沙的基本存在形式上划分,有部分在河流中处于运动状态的泥沙,这些泥沙又因为运动形式的不同分为推移质和悬移质两类。悬移质泥沙是其中远离河床表面,悬浮于水中,随水流浮游前进的泥沙,又被
从河流泥沙的基本存在形式上划分,有部分在河流中处于运动状态的泥沙,这些泥沙又因为运动形式的不同分为推移质和悬移质两类。悬移质泥沙是其中远离河床表面,悬浮于水中,随水流浮游前进的泥沙,又被称作悬沙。
悬移质泥沙被水流挟带向前,运动是连续的,运动的速度基本与水流的速度保持一致。
河流中随水流浮游前进的是悬移质泥沙,它们的运动轨迹是紊乱的,时而浮至水面,甚至和底沙发生置换,但总体上仍是与水流同步运移的。河流挟带的悬移质泥沙在输移过程中不断地变换着“角色”。随着水流强度与河床边界条件的沿程变化,有时挟沙水流要将一部滤懿福清精积到床面上;有时挟沙水流又从床面上扬起一部分泥沙,使悬移质得到补充。正是这种变换产生了河床的冲淤变化,并决定着河床演变的强度和方向。
(2)天然河流中床沙、推移质和悬移质泥沙中,悬移质泥沙最细,非均匀性最大。
(3)与推移质泥沙运动规律不同,悬移质泥沙在水中悬浮前进,时而上浮,时而下沉,留下只有统计学机遇性质而无力学必然规律的迹线)推移质泥沙运动的间断性强,而悬移质泥沙运动的持续性一般是相当大的。
比水重的悬移质泥沙之所以能悬浮、长距离输移而不沉落,是因为悬移质泥沙除了受重力作用外,还受水流的浮托挟带作用。确切地说,是悬移质泥沙受水流的紊动扩散作用*,使其抗拒重力作用而悬浮。
紊动扩散作用来源于水流自身的紊动,即河道中紊流流速的脉动,使各层水流间发生强烈的混掺。以混掺涡体为载体悬浮于水中的泥沙也参与流层间的混掺,向上混掺的涡体自然会使泥沙向上悬浮。就恒定流时均情况而言,根据脉动水流的连续性原理,流层间混掺的上浮量应总是等于下沉量。但是,由于悬移质含沙浓度通常总是河底高,沿水深向水面递减,这种含沙量沿垂线不均匀分布称为含沙量梯度。所以,上浮水体中的泥沙含量总多于下沉水体中的泥沙含量,从而产生了悬移质泥沙上升悬浮的效果。
含沙量浓度的不均匀性引起泥沙从高浓度区(河底)向低浓度区(水面)的扩散现象。
悬移质运动取决于紊动扩散和重力沉降这两种作用的对比关系,它影响着河床演变的过程和方向。
当重力作用强于紊动扩散作用时,下沉胜过上浮,结果水体中的悬移质含沙量逐渐减小,垂向分布趋于不均匀,表现为河流泥沙的一个沉降淤积过程。
当紊动扩散作用超过重力沉降作用时,上浮胜过下沉,水体中的含沙量便逐渐增加,垂向分布趋于均匀,表现为河流泥沙的一个上扬冲刷过程。
如果紊动扩散作用与重力沉降作用处于动态平衡时,则水流中的悬移质泥沙分布也呈动态稳定。各流层含沙量基本保持不变,河流表现为不冲不淤的相对平衡状态。