推移质 / 悬移质 or 床沙质 / 冲泻质 or Non-Cohesive / Cohesive
0x00 一个小公告 & 虚
为了提升可读性，本站以后尽量使用 中文文案排版指北 推荐规范进行文字排版。但本人过于粗心大意，可能未必按照全部规范执行，因此如在文章中出现错误，敬请指正。 这一段时间比较倒霉，重振旗鼓。结合专业知识，进行一些零散知识的补全，采用独立单元的方式进行介绍。本次主要介绍泥沙分类，结合若干参考书目进行简要介绍。 在阅读的时候，对推移质 - 悬移质、床沙质 - 冲泻质和 Non-Cohesive - Cohesive 这三种泥沙分类的方式有所混淆，因此在这里记录并浅浅讨论一下。
0x01 综述
- 推移质 - 悬移质的区分方式为泥沙运动形式和性质
- 床沙质 - 冲泻质的区分方式为泥沙相对粗细和来源，提出者为爱因斯坦
- Delft 3D中，将颗粒分为非粘性泥沙（Non-Cohesive）和粘性泥沙（Cohesive）分别进行计算，其概念依旧沿袭床沙质和冲泻质
0x02 推移质（Bed Load） - 悬移质（Suspended Load）
接触质：运动时与河床持续保持接触的泥沙颗粒，通常在河床进行滑动或滚动。
跃移质：由于上举力突然增大，但是在泥沙速度接近水流速度后开始下降的跳跃前进的泥沙，存在上举力突然增加和泥沙重归河床的过程。其跃移高度不高，仅为几个颗粒直径。
层移质：在河床底层由于流速增加，从上层向下层发展泥沙运动，处于中间层的泥沙由于上下层均受泥沙颗粒限制，因此只能成层移动或滚动。 将接触质、跃移质和层移质统称为推移质。
悬移质：由于水流紊动所起动的泥沙，悬浮在水中，并与水流运动方向相同，速度相同的泥沙。紊动导致泥沙悬浮，而悬浮也消耗紊动能量。可能由于跃移质而来，也有可能因为较大强度紊动直接从接触质和层移质得来。
二者的不同：
- 运动规律不同：推移质的运动主要以层移，跃移，滚动等形式；而悬移质的运动主要以紊动的抬升等为主。
- 能量来源不同：推移质的来源是水流的拖曳力，因此消耗水流能量；悬移质能量来源是水流紊动的能量，而紊动能量本来就为水流能量损失的一部分。
- 对河床作用不同：推移质借粒间离散力直接作用于河床表面；而悬移质是与水流掺混，侧面增加了水的容重，增加了水的静压力。
弯道区内，推移质受横比降影响更加严重。此外，需要额外注意动床和定床的区别。
0x03 床沙质（Bed Load） - 冲泻质（Wash Load）
床沙质：某一河段内，由上游河床起动带入的较粗颗粒的泥沙颗粒。 冲泻质：在上游运动时就很少沉积的较细的泥沙颗粒。 不论是床沙质还是冲泻质，都分别包含悬移质和推移质。其中，床沙质主要以推移运动为主而冲泻质主要以悬移运动为主。 床沙质与冲泻质运动规律呈现一致关系倾向。在平衡状态或非平衡状态保持足够长时间下，上游来沙量 = 下游输沙量。 床沙质的颗粒级配等特征会导致水流挟沙能力发生明显变化。
| 性质 | 床沙质 | 冲泻质 |
|---|---|---|
| 直接来源 | 上游河床 | 流域产沙 |
| 床沙组成 | 床沙主体，组成不易改变，高含沙水流除外 | 聚集床面，受来沙和水流条件影响 |
| 运动泥沙组成 | 一般只占运动泥沙一小部分 | 一般占泥沙运动主体 |
| 搬运形式 | 推移和悬移 | 推移和悬移，主要为悬移 |
| 输沙率 | 粗沙河流上取决于来水条件；高含沙河流取决于来水来沙条件上游来沙条件 | 输沙率和水流关系力学关系，可使用公式计算建立多个流域共通关系，实测或经验参数确定 |
| 意义 | 床沙质决定河床稳定性 | 冲泻质决定水库湮废速度 |
| 鉴别 | 大于床沙 D5 的泥沙 | 小于床沙 D5 的泥沙 |
0x04 非粘性泥沙（Non-Cohesive） - 粘性泥沙（Cohesive）
非粘性泥沙和粘性泥沙是Delft 3D提出的概念，将其分为淤泥（Mud）：粘性悬移质，沙（Sand）：非粘性泥沙的推移质和悬移质，床沙（Bed Load）：只有非粘性推移质或全沙。
其中，Sand 和 Bed Load 的唯一区别是 Bed Load 不求解悬移质的平流 - 扩散方程。Delft 推荐在悬移质影响不高的时候，采用推移质方案求解来保障求解效率。针对非粘性泥沙提出了若干公式进行求解，同时也可以用户自定义，这一部分在之后的内容进行讨论。