沙波运动

沙波运动是推移质集体输移的表现形式。沙波是在水流作用下形成的, 与水流强度息息相关。

沙波从天然河道及实验室的水槽中均可发现，当推移质泥沙运动到一定程度时，河床表面就会出现起伏不平但又比较规则的波状起伏就叫沙波。

简介推移质泥沙颗粒在河床床面的群体运动形式。

影响因素室内试验和室外观测均表明，随着水流 强度的变化，沙波有其产生、发展和消失的过程。一般随着水流强度的加强，河床有平整、沙纹、沙垄、动床平整、沙浪及急滩与深潭等几个阶段。见图。

(1)沙纹(ripples)。沙纹具有三角形的纵剖面，长度一般不超过30～40 cm，高度不超过3～4 cm。见图(b)。

(2)沙垄(dunes)。剖面形状与沙纹类似，但尺寸较沙纹大。见图(c)。

(3)过渡(transition)。随着水流强度的增大，沙垄趋于衰微，波长逐渐加长，波高逐渐减小。见图(d)。

(4)平整(flat bed)。床面恢复平整，但有较强的泥沙运动。见图(e)。1

沙波不同发展阶段示意图

(5)沙浪(antidunes)。随着流速再次加大，接近或处于急流状态时，床面再次产生起伏的沙浪。见图(g)。

(6)急滩与深潭(chutes and pools)。流速再增加时，床面的起伏剧烈，急滩与深潭相间，急滩段水流属急流，深潭段水流属缓流，两者间通过水跃过渡。见图(h)。

应用沙波形成后产生的形态阻力是冲积河流阻力的主要组成部分。随着沙波的发展消长，沙波阻力也相应发生很大变化。根据水流及泥沙条件，可以预报床面出现的沙波形态及其阻力。也可以利用沙波的尺寸和运动速度来推算推移质输沙率。其次，沙波运动与水流阻力和床面形态有密切的关系，正确预报沙波运动的发展阶段、沙波形态及沙波阻力对于防洪、航运、给水等部门都很重要。2

研究意义沙波运动在研究河流运动方面有着重要而深刻的意义，因为沙波运动对河流所产生的影响是很直接很深刻的：

1. 沙波运动是推移质运动的主要方式。凡是推移质运动达到一定规模的地方必然会出现沙波。因此对于一个河段如果知道了其沙波运动的性质，规模和发展趋势，则推移质运动的规律便随之明确了。

2. 沙波的消长对河流阻力损失有很大的影响。观测资料表明：沙波对糙率系数的影响远较河床组成的粗细对糙率系数的影响大。

3. 沙波的消长对航道的水深有一定的影响。特别是较大的沙波经过浅滩滩脊时 ，便有可能为航行带来一定的困难。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学