異重流

水利工程中常見的異重流現象有：湖泊、水庫及河流、渠道中的渾水異重流；感潮河口段的鹽水楔異重流；火電廠取、排水口附近的溫差異重流等。

異重流流動的動力是它的有效重力。單位異重流體的有效重力。式中ρ′為下層流體密度；為上層流體密度；g 為重力加速度。由於上下層流體密度相差不大，異重流有效重力是較小的，故異重流的流動必須有較大的能坡。以表示異重流有效重力加速度，稱為重力修正係數，反映了異重流區別於普通水流的特性。在異重流計算中，若以代替g,則明渠水流的許多計算公式都可以應用。由於mg是一個很小的值，故異重流流動中重力作用顯著降低，慣性力和阻力作用相對突出，因此異重流又與一般明渠水流運動有許多不同的特點，如較易出現急流流態，能方便地越過障礙物和爬高等。

水庫渾水異重流是入庫挾沙水流潛入庫底形成的。挾沙水流進入水庫回水區后，隨著水深和過水斷面的增大，比降減小，水流流速和挾沙能力迅速降低，大部分粗顆粒泥沙在庫尾區域沉積下來，形成三角洲淤積形態。挾帶細顆粒泥沙的渾水(粒徑小於 0.025mm)在一定條件下在三角洲前坡潛入庫底形成異重流，並沿原河槽向壩前運動。如果在異重流到達壩前時能及時打開泄流底孔，就可將異重流排向下遊河道，以減少水庫泥沙淤積，延長其壽命。據研究，水庫異重流形成條件為。式中和分別為潛入斷面的流速和水深。能使異重流運動到達壩前的條件是：在持續運動時間內，河流必須保持一定的單寬流量、含沙量和必要的泥沙組成，同時還受庫底坡降、阻力大小及潛入點到壩的距離長短等因素的影響。在恆定狀態下，異重流流速為，厚度為。式中q為異重流單寬流量，為異重流阻力係數；為庫底坡降。

河渠渾水異重流是由於河渠中的挾沙水流潛入一端與河流連通，另一端呈封閉狀態的“盲腸河段”內而產生的。如關閘期間閘前引水渠中的異重流，擋潮閘下遊河段的異重流，低水頭水利樞紐引航道內的異重流等。異重流形成后，沿河底向“盲腸河段”內流去，泥沙沿程落淤，分離出來的清水則循相反方向返回河流，形成清渾水分層相向流動。河渠異重流是造成“盲腸河段”泥沙淤積的主要原因，但是這種異重流水深不大，流速較小，若有一定水流流向口門，就能限制異重流的發展，減少泥沙淤積。

參考書目

錢寧、范家驊編著：《異重流》，水利出版社，北京，1958。