沙波運動

從天然河道及實驗室的水槽中均可發現，當推移質泥沙運動到一定程度時，河床表面就會出現起伏不平但又比較規則的波狀起伏就叫沙波。

推移質泥沙顆粒在河床床面的群體運動形式。

室內試驗和室外觀測均表明，隨著水流 強度的變化，沙波有其產生、發展和消失的過程。一般隨著水流強度的加強，河床有平整、沙紋、沙壟、動床平整、沙浪及急灘與深潭等幾個階段。見圖。

(1)沙紋(ripples)。沙紋具有三角形的縱剖面，長度一般不超過30～40 cm，高度不超過3～4 cm。見圖(b)。

(2)沙壟(dunes)。剖面形狀與沙紋類似，但尺寸較沙紋大。見圖(c)。

(3)過渡(transition)。隨著水流強度的增大，沙壟趨於衰微，波長逐漸加長，波高逐漸減小。見圖(d)。

(4)平整(flat bed)。床面恢復平整，但有較強的泥沙運動。見圖(e)。

沙波不同發展階段示意圖

(5)沙浪(antidunes)。隨著流速再次加大，接近或處於急流狀態時，床面再次產生起伏的沙浪。見圖(g)。

(6)急灘與深潭(chutes and pools)。流速再增加時，床面的起伏劇烈，急灘與深潭相間，急灘段水流屬急流，深潭段水流屬緩流，兩者間通過水躍過渡。見圖(h)。

沙波形成后產生的形態阻力是沖積河流阻力的主要組成部分。隨著沙波的發展消長，沙波阻力也相應發生很大變化。根據水流及泥沙條件，可以預報床面出現的沙波形態及其阻力。也可以利用沙波的尺寸和運動速度來推算推移質輸沙率。其次，沙波運動與水流阻力和床面形態有密切的關係，正確預報沙波運動的發展階段、沙波形態及沙波阻力對於防洪、航運、給水等部門都很重要。

沙波運動在研究河流運動方面有著重要而深刻的意義，因為沙波運動對河流所產生的影響是很直接很深刻的：

1. 沙波運動是推移質運動的主要方式。凡是推移質運動達到一定規模的地方必然會出現沙波。因此對於一個河段如果知道了其沙波運動的性質，規模和發展趨勢，則推移質運動的規律便隨之明確了。

2. 沙波的消長對河流阻力損失有很大的影響。觀測資料表明：沙波對糙率係數的影響遠較河床組成的粗細對糙率係數的影響大。

3. 沙波的消長對航道的水深有一定的影響。特別是較大的沙波經過淺灘灘脊時，便有可能為航行帶來一定的困難。