第四章 工程泥沙.ppt

?河流动力学从力学的角度研究影响河流特性的各种参数,探讨河道演变和水流泥沙运动的规律性。 1?河流动力学研究涉及的因素众多、问题极为复杂。如作为其基础理论的流体力学的基本方程组仍未封闭,河流动力学中相应的还有一套固相颗粒运动的方程组,以及流体和固体运动之间的本构关系。 2 ?伽利略曾预言:当人们能精确测算星球的运动轨迹时,却还难以描述一条小溪的流动规律。美国 Choice 杂志发表的 Ding 的书评有这样一段话: “泥沙运动力学领域具有漫长而丰富多彩的历史,是极其复杂的。其复杂程度可用 H. A. 爱因斯坦所举例证来说明,一次他谈及:他父亲(A. Einstein) 曾有兴趣于这一领域,但经过深思之后, 选择了较为简单的物理学”。 3 Ch 4 泥沙理论的实践与应用?1、水库泥沙淤积及控制?2、坝区泥沙问题?3、水利枢纽下游河床演变及整治?4、取水引水工程中的泥沙问题?5、其它有关泥沙问题 4 ?从远古人类逃避洪水、鲧筑坝挡水到大禹疏导水流,人们在认识河流的基础上不断进步。到战国开始修建堤防后才具有了现代意义的平原河流,至明代潘季驯提出“束水攻沙”等治河方略,则已涉及到河流动力学理论研究的范畴。 5 ? 2500 多年前蜀守李冰修建的都江堰是我国古代劳动人民治理河道、兴修水利的典范。两千多年来一直发挥着巨大的效益,现有的灌溉面积接近 100 万公顷。都江堰工程利用自然河势控制分流分沙、引水排沙等关键技术,为河流动力学基本理论的研究提供了系统的基础资料。 6?公元前 214 年在广西新安县境内建成的灵渠工程将长江水系的湘江和珠江水系的漓江连接起来,开通航运,成为当时南北交通的要道。灵渠应是我国历史上第一个大型跨流域调水工程。 7 ?秦始皇初年由郑国主持修建了郑国渠, 由于水利事业的开发而使秦国的农业大发展,国力强盛,促进国家的富强和统一。郑国渠在高含沙水流远距离输送、引水降碱、浑水淤灌等河流动力学方面的关键技术和基础知识仍为今人所用。 8?在河道整治方面也取得了很大的成就, 西汉的郭昌在山东临清县南的黄河三个急弯处裁弯取直,使弯顶的堤防免于冲刷,河道得以治理,此为有史料记载的第一个人工裁弯工程。 9?人们在研究、利用和开发河流的过程中不断总结经验,积累知识,为河流动力学研究提供了丰富的资料。我国最早的水利专著《水经》成书于三国时代,对我国河流水系的发源、流经地域和地理位置等均作了详细的记述。 10