沙波

静止液体作用在与其接触的某个平面或曲面上的总压力

静止液体作用在与其接触的某个平面或曲面上的总压力。

概要

（1）又称“波痕”。广布于河滩、海滩、湖滩及风成沙地表面的波状微地貌。泥沙颗粒在流水、风、波浪作用下沿地表移动中形成。在地表上呈垂直于水流或风向的条状分布，波高一、二厘米至数十厘米，波长数十厘米至数百厘米不等。个别巨型沙波波高可超过一米，波长可达数十米。按成因可分为流水沙波、浪成沙波、风成沙波；按形态可分为直线状、链状、菱片状、舌状、新月状等。

（2）亦称“床面形态”。河床表面在水流作用下形成的形态较规则且不断运动和变化的泥沙堆积体。尺度较小的称“沙纹”，尺度较大的称“沙垄”。其运动和变化对河流水力阻力、输沙能力和冲淤演变有重要影响。

发展阶段

沙质河床随着水流强度的增加，泥沙运动及床面形态要经过以下几个不同的发展阶段。

(1)平整。水流达到一定强度后，泥沙颗粒开始运动，但床面仍保持平整。

(2)沙纹。泥沙起动后不久，少量颗粒在床面某些部位集聚，形成小丘，向前运动，同时增高、加长，最后连接成规则的沙纹。沙纹迎水面长而缓，背水面短而陡，两者水平长度之比约为2〜4，一般波高0.5〜2.0cm,最大不超过5cm,波长1〜15cm,一般不超过30cm，且与水深关系不大。在平面上有相互平行的，也有呈鱼鳞状或舌状排列的，见图(a)。

(3)沙垄。随着水流强度的增加，沙纹发展为沙垄[图（b）]。沙垄的纵剖面形状与沙纹相似，但尺寸较大，且与水深有密切关系，在不同的河流中，它所能达到的高度和长度也不同。在平面形态上，随着水流强度增加，自顺直发展到弯曲[图(c)]。当河底起伏较大时会引起水面变化，在沙垄波峰处水面降落，出现小波浪。当床面起伏很大时，波峰下游有水流分离现象，水面会产生漩涡和高含沙量带。

(4)沙垄消失。沙垄发展到一定高度后，如水流强度继续增加，波长逐渐增大，而波高不断减小，沙垄趋于衰减[图（d）]。

(5)动平整。河床再次恢复平整，但床面泥沙运动强度很大，且有泥沙悬浮[图(e)]

(6)沙浪。水流强度进一步增加，接近或处于急流状态后，床面再次形成起伏的沙浪。沙浪形状比较对称，水面基本上与床面平行，没有分离现象，但有相应的起伏。沙浪运动方向有与水流方向一致的，称为顺行沙浪，也有与水流方向相反的，称为逆行沙浪。沙浪脊线在平面上不完全平行，它们的出现往往只占河宽的一部分[图（f）]。

(7)碎浪。沙浪在发展过程中水面波动愈来愈大，水面波幅可达河底沙浪振幅的1.5〜2.0倍，甚至水面波谷低于沙浪波峰，此时，水面波失去稳定而破碎并形成涌波[图（g）]

(8)急滩和深潭。水流强度继续增加，床面起伏使河底成为急滩与深潭相间，急滩段水流属急流，深潭段水流属缓流，从急流到缓流通过水跃，整个外形徐徐向上游移动[图（h）]。

成因

在床面形态发展过程中的沙纹、沙垄和沙浪统称为沙波。对于沙波的成因，至今仍无公认的理论解释，一般认为沙波是水流与河床相互作用下产生的一种稳定河床形态。沙纹形成可能与局部扰动引起的近壁层流层波动有关，沙垄及沙浪形成可能与两层流体交界上产生的不稳定波动有关，还有人认为沙浪形成与水面波动有关。

沙波阻力是冲积河流阻力的重要组成部分，沙波的有无可使床面糙率明显变化，要准确计算冲积河流阻力必须掌握沙波发生和发展规律。沙波运动是推移质运动的主要形式，可以通过研究沙波运动规律来计算推移质输沙率。

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