泥沙研究 Journal of Sediment Research No.2     1998

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挟沙水流的冲刷率及河床惯性的研究

提 要 在清水水流河床冲刷率的实验研究基础上，本文进一步研究了挟沙水流来沙率对冲刷率的影响。结果说明挟沙水流的冲刷率随来沙率与水流输沙力欠饱和度之比以负指数律降低。当来水挟沙率与水流饱和输沙率相等时，冲刷率降到0。河床惯性是河床在非恒定水流中一种重要的动力学性质。利用河床惯性与冲刷率的关系测量了各种沙样的河床惯性值。发现河床惯性随床沙颗粒分选系数增大而增大，分选系数很大时趋近于极限值50_t/m²。利用河床惯性和河床变形方程得出了冲刷过程中水流输沙率沿程和随时间的变化规律，结果说明水流输沙率欠饱和度向下游以负指数率下降，这与冲刷率随实际水流挟沙率与欠饱和度之比以指数率下降的规律有相同意义。河床惯性愈大，实际水流输沙率增长得愈慢。河床惯性与干容重及摩阻流速之比构成的无因次数A_R代表河床变形和水流实际挟沙量对水流挟沙力变化的响应程度。A_R值愈大，河床演变对变化的水流愈适应。对天然河流最大河床冲刷率采用实验得出的冲刷率公式和河床惯性进行了计算，用实测结果验证了冲刷率公式。

本文系国家自然科学基金委资助项目，编号59425005。