江二中，李 洋

(1.广西壮族自治区交通规划勘察设计研究院，广西南宁530029;2.重庆市江河工程监理有限公司，重庆400074)

泥沙起动运动规律是流动力学中的基本问题之一，它在水利、水电、水运工程中有着重要意义。目前为止，已有很多国内外学者对这个问题进行了广泛的研究，提出了100多个有关泥沙起动的公式［1］，其中有代表性，应用较广的有十余个。国外有经过补充和修正的Sheilds曲线、杨志达、沙莫夫等公式。我国有李保如、窦国仁、唐存本、张瑞瑾以及韩其为等公式［2］。比较国内外著名的公式，在粒径为1 mm以下时各计算值相差不大，如图1。

图1 各起动流速公式对比Fig.1 Contrast of fitting curve of the starting velocity formula

在卵石粒径为10 mm以上时，各公式的计算值相差较大，对于粒径100 mm以上的卵石各公式计算的起动流速为1.5～3.7 m/s(相同水深)，相差1倍多［2］。

长江上游比降大、流速急、构成河床的床沙多为天然卵石、砾石，挟沙物质颗粒普遍较粗，为典型的山区河流［3］。在模拟长江上游河段泥沙输移规律时为保证模型的相似性，常选用大比尺模型。但由于该河段属于相对光滑度(H/D)较小的河流，如果模型水流中水深较小宽度较大，当H/D＜2时，该模型的粗糙尺度较大，其拖曳力、摩阻流速、清水黏滞系数也与原型水流差别较大［4］。同时由于相同粒径不同形状的两类卵砾石的起动流速相差非常大，因此，应考虑颗粒几何特性对泥沙起动的影响因素，再选择、建立和修订起动公式［5］。

1 模型沙颗粒椭球体饱满度特性分析

1.1 模型沙形状系数

在天然状态下，泥沙的颗粒形状多种多样，比较普遍的有球状的、椭球状的、有呈片状的以及不规则的多棱体状的。……