简介
含沙量达每立方米数百公斤以上的含沙水流。中国黄河中游黄土地区，水土流失严重，最大含沙量超过1000公斤/米3的河流(包括干支流)
有40条;山区的泥石流;河口与海岸的浮泥运动;管道水力输送固体粒状物质的流动等，都属高含沙水流。高含沙水流流动时会引起水库、河道的淤积，给防洪、发电、航运及工农业引水带来严重影响。利用高含沙水流淤灌农田、加固堤防、异重流排沙是行之有效的方法。管道长距离水力输送矿砂、煤粉、化工原料等固体粒状物质已得到广泛的应用。
流变类型 含沙浑水流动变形时，剪切应力τ与
切变速率
的关系主要有几种类型：①牛顿体，
μ是粘滞系数。清水及含沙量很小的浑水
属于牛顿体，含沙量较大，但粒径较粗(不含有粒径d<0.01～0.02毫米的极细泥沙)的浑水一般也属于牛顿
体。②宾汉塑性体，
η称塑性粘滞系数
或刚性系数，τв称宾汉极限切应力或屈服应力。该式是美国化学家宾汉(E. C.Bingham)1919年由实验得到。1958年中国学者钱宁等用中国北方含沙浑水作实验证实，浑水中含有一定数量的极细沙，当含沙量达一定程度后属宾汉塑性体。③伪塑性体， τ=
k称稠度系
数，m称塑性指数，m<1。用宾汉塑性体描述的浑水也可近似用伪塑性
体描述，见图1。
图1 各种流型曲线示意图
粘滞系数及屈服应力 浑水的粘滞系数μ大于清水的粘滞系数μo。当含沙量很小时(体积
比含沙量Sv<5%)，1911年著名的物理学家爱因斯坦(A.Einstein)得到理论公式
μ/μo=1+2.5Sv
钱宁研究高含沙浑水的粘滞性，得μ/μo=(1-kSv)-25，在试验范围内k=2.4～4.9。粘滞系数还随浑水中颗粒的变细而加大。宾汉极限切应力τв，是宾汉体发生剪切运动所需克服的起始切应力。实验表明，τв∝Svn，n=2～5，随v而变化。形成τв的原因与颗粒间絮凝发展，形成连续空间网状结构有关。浑水的容重为γm=γ+(γs-γ)Sv，γs及γ分别是泥沙及清水的容重。
流速分布及水流阻力 高含沙水流分层流与紊流。
二元明渠宾汉体层流流速分布由
积分求
得， 见图2。在河底以上切应力
(y<yo)的边界层(见边界层)，符合抛物线规律
式中 τo是河底切应力，τo=γmHJ，H是水深， J是比降;边界层以上τo
(y/H)≤τв的“流核”
层，水流以同一速度Uo=(τo-τв)2·
整体运动。将
流速分布变换后得水流阻力规律
式中 λ是阻力系数，
V是断面平均流
速;Re是雷诺数，
ρm是浑水的密度;
U*是摩阻流速，Δ是床面凸起高度，A是系数， 卡门常数x较清水小。 紊流阻力：光滑区λ只与Rem有关， 在相同的Rem条件下，接近或略小于清水的λ，但在同一V、H条件下， 较清水有较大的阻力损失; 过
向紊流过渡的临界雷诺数Rem约为2000左右， 由于高含沙水流较清水有较大的粘滞性， 因此在较大的流速和水深下就自紊流进入层流区。
输沙特性 按照输沙特性， 高含沙水流可分为一相均质流及二相挟沙水流。 对于宾汉体， 存在不沉降
中最大粒径(常用D95代表)Dmax<Do时，粗细沙不发生分选沉降， 水沙组成均质浆液，当河底切应力rm、HJ>τB时， 形成一相流动。 若Dmax>Do时，浑水中D<Do的细泥沙和清水组成的均质浆液是液相，D>Do的粗泥沙是固相，流动时即是二相流。对于牛顿体，组成液相是清水，固相是全部泥沙的二相挟沙水流。由于沉速大幅度减小，高含沙水流有很大的挟沙能力。
图2 明渠层流流速及剪切应力分布图
河床演变特征 高含沙水流有巨大的冲刷能力，有时短期内成片地冲深河床几米至近十米， 产生揭底现象。 高含沙水流进入下游河道， 流速减小会造成大量淤积， 在洪峰的陡急落水过程中， 有时会出现一河浑水骤然停止流动的浆河， 当上游水位抬高到一定程度， 又恢复流动， 如此多次重复， 形成间歇流。
英文
hyperconcentration of se-diment flowgaohansha shuiliu