艾里定律:河流中推移質的重量與水流速度的六次方成正比。
假設河床表面泥沙顆粒的形狀為一個邊長為d的立方體,正面推力Px與泥沙壓力面d2及流速水頭(流體中單位重量液體所具有的動能)v2/(2g)成正比,即:
式中,ρ為單位體積水的重量,v為作用於泥沙顆粒面上的流速,g為重力加速度,k為泥沙顆粒形狀參數。
泥沙顆粒在即將啟動又未動的臨界狀態時,應滿足平衡方程:
μ為摩擦係數,ρs為泥沙比重。整理上式得:
令
則
上式表明,在河床上移動的推移質的直徑與水流速度的平方成正比,因為推移質的質量與直徑的三次方成正比,如將上式兩端立方並乘以ρs,得:
令
則
上式說明,推移質的重量與水流速度的六次方成正比,這就是著名的艾里定律。該定律闡明了泥沙沖刷及運動的許多現象,如果平原河流與山區河流流速之比為1:4,則被推移的泥沙顆粒的重量比將是1:4^6,即1:4096。因此,平原河流只能推移細膩泥沙,而山區河流往往可以推移巨礫。
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《趣味力學》,蘇聯別萊利曼著。
《水文學》
《地貌學》