Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Характеристика речных наносов. Гидравлическая крупность наносов. Движение взвешенных и влекомых наносов




Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Наносы, — твёрдые частицы, переносимые водным или воздушным потоком.

Главными источниками поступления наносов в реки служат поверхность водосборов, подвергающаяся эрозии в период дождей и снеготаяния, и сами русла рек, размываемые речным потоком.

Наиболее важные характеристики наносов следующие: геометрическая крупность, выражающаяся через диаметр частиц наносов (D, мм); гидравлическая крупность, т.е. скорость осаждения частиц наносов в неподвижной воде (w, мм/с, мм/мин); плотность частиц (pн, кг/м3), равная для наиболее распространенных кварцевых песков 2650 кг/м3; плотность отложений (плотность грунта) (pотл, кг/м3), зависящая от плотности частиц и пористости грунта; концентрация (содержание) наносов в потоке, которую можно представить как в относительных величинах (отношение массы или объема наносов к массе или объему воды), так и в абсолютных величинах; в последнем случае используют понятие мутность воды (s, г/м3, кг/м3), которая вычисляется по формуле , где m – масса наносов в пробе воды; V – объем пробы воды.

 

Классификация наносов по размеру частиц (мм)

Градация Фракции
Глина Ил Пыль Песок Гравий Галька Валуны
Мелкие Средние Крупные   < 0.001 0.001 – 0.005 – 0.005 – 0.01 0.01 – 0.05 – 0.05 – 0.1 0.1 – 0.2 0.2 – 0.5 0.5 – 1 1 – 2 2 – 5 5 – 10 10 – 20 20 – 50 50 – 100 100 – 200 200 – 500 500 – 100

 



Гидравлическая крупность наносов зависит от их геометрической крупности по-разному для мелких и крупных частиц.

Наносы крупнее 1,5 мм осаждаются в неподвижной воде с повышенными скоростями по извилистым, винтообразным траекториям (такой режим падения частиц назван турбулентным); для этого случая связь гидравлической и геометрической крупности выражается формулой , где pн и p – плотность наносов и воды. Наносы мельче 0,15 мм осаждаются в неподвижной воде медленно и практически по прямой линии (такой режим падения частиц назвали ламинарным), в этом случае связь w и D будет иная: , где – кинематический коэффициент вязкости. В диапазоне крупности наносов 0,15 – 1,5 мм режим осаждения частиц переходный, и связь между и D описывается более сложными формулами.

Таким образом, для относительно крупных наносов гидравлическая крупность растет пропорционально корню квадратному из их геометрической крупности, а для мелких наносов гидравлическая крупность увеличивается пропорционально квадрату диаметра частиц наносов и уменьшается с возрастанием вязкости воды при уменьшении ее температуры.

 

По характеру перемещения в реках наносы разделяют на два основных типа – взвешенные и влекомые.

Влекомые наносы – это наносы, перемещающиеся речным потоком в природном слое и движущиеся скольжением, перекатыванием или сальтацией. Путем влечения по дну перемещаются наиболее крупные частицы наносов (песок, гравий, галька, валуны).

Чтобы оценить влияние различных факторов на движение влекомых наносов, в специальных разделах гидрологии рассматривают условия равновесия лежащей на дне реки частицы диаметром D. В направлении, параллельном дну, на частицу действуют две силы: сила лобового давления текущей воды, стремящаяся сдвинуть частицу и пропорциональная квадрату природной скорости течения и площади сечения частицы, и противоположно направленная сила трения, удерживающая частицу на дне.

Формула «начальной скорости», при которой частица на дне теряет свою устойчивость:

, где – коэффициент, зависящий от плотности частицы и воды, формы частицы, коэффициента трения и др. Таким образом, критерием начала движения влекомых наносов в реках является условие , где – фактическая природная скорость течения.

Зависимость между «начальной скоростью» и объемом или весом перемещающихся частиц: . Эта формула получила название закона Эри, утверждающего, что вес влекомых наносов пропорционален шестой степени скорости течения.

Взвешенные наносы – переносятся в толще речного потока. Условием такого перемещения служит соотношение , где - направленная вверх вертикальная составляющая вектора скорости течения в данной точке потока; – гидравлическая крупность частицы наносов.

Важнейшие характеристики при движении взвешенных наносов в реках – это мутность воды s ( ), и расход взвешенных наносов: , где в кг/с, s в кг/м3, в м3/с. Если мутность задана в г/м3, то в формулу должен быть введен множитель 10-3.

Взвешенные наносы распределены в речном потоке неравномерно: в придонных слоях мутность максимальная и уменьшается по направлению к поверхности, причем для взвешенных наносов более крупных фракций быстрее, для наносов мелких фракций – медленнее.

Рис. Типичное распределение мутности воды по глубине речного потока при крупности взвешенных наносов: 1 – наибольшей, 2 – средней, 3 – наименьшей

 




Читайте также:
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...
Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3278)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.008 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7