泥沙起動是指河床上的泥沙顆粒從靜止狀態轉入運動狀態的現象。水流沿河床流動時。床面上的泥沙顆粒通常受到水流拖曳力和上舉力的作用。
基本介紹
- 中文名：泥沙起動
- 外文名：incipient motion of sediment
- 學科：水利工程
- 領域：工程技術
簡介,原理,判斷條件,組成,特點,
簡介
泥沙起動是指河床上的泥沙顆粒從靜止狀態轉入運動狀態的現象。
原理
水流沿河床流動時。床面上的泥沙顆粒通常受到水流拖曳力和上舉力的作用。拖曳力為水流繞過沙粒時在沙粒頂部發生分離現象而在沙粒前後產生的壓力差。上舉力是水流流過沙粒時，由於沙粒頂部和底部流速不同，形成壓力差而產生的。拖曳力和上舉力使泥沙顆粒運動，而泥沙顆粒的有效重力（對於細顆粒泥沙還有顆粒的黏結力）與沙粒表面間的摩擦力則阻抗泥沙顆粒起動。當水流強度增大到某個臨界值時，泥沙顆粒將從靜止狀態轉入運動狀態。
判斷條件
判別泥沙起動臨界狀態的水流條件稱為泥沙起動條件，主要有：
①起動拖曳力，即床面泥沙顆粒從靜止狀態轉入運動狀態時的臨界水流切應力；
②起動流速，即床面泥沙顆粒從靜止狀態轉入運動狀態時的臨界水流平均流速；
③起動功率，即床面泥沙顆粒從靜止狀態轉入運動狀態的臨界水流功率。
泥沙顆粒從靜止狀態轉為運動狀態是各種力綜合作用的結果。用水流對床面切應力的某臨界值作為判別泥沙起動的標誌是最直接的。但切應力中包含難以準確測量的比降因素，因此也常用水流平均流速來判別泥沙的起動。起動功率則較少使用。
組成
床面是由不同泥沙顆粒組成的，泥沙粒的大小、形狀、單位體積重及相互間位量的組合千差萬別，而水流本身又具有脈動性質，拖曳力、上舉力等隨時間作不規則變化。
特點
同一時刻各處泥沙顆粒的受力情況、同一地點不同時刻泥沙顆粒受力情況都不相同，因此泥沙起動具有隨機性。泥沙起動條件實際上反映了一定泥沙運動強度，或一定泥沙顆粒處於運動狀態（或靜止狀態）的機率。
