钉螺的静水沉速
钉螺的静水沉速是钉螺的主要水力特性之一。研究钉螺在江、河、渠道中运动或者设计防止钉螺扩散的工程措施，静水沉速是一项不容忽视的重要因素。
1.钉螺静水沉速理论分析
钉螺静水沉速的物理意义是钉螺在静态水体中下沉的速度，常用符号ω0表示，单位为cm/s。
钉螺属水陆两栖螺蛳，其生物活动能力非常小。钉螺一旦脱离水面就像无生命物体一样受重力的支配而下沉，因此，可以运用一般运动学理论来研究钉螺在静水中的运动规律。根据一般物体沉降理论，假定一颗钉螺的体积为V，它在水中以等速运动下沉，根据惯性定律导得钉螺静水沉速的理论表达式为：
式中 V——钉螺的体积，cm3；
S——钉螺下沉方向（即钉螺承受阻力面）的投影面积，cm2；
γS——钉螺的容重，γS=1.8g/cm3；
γ0——水的平均容重，γ0=1.0g/cm3；
g——重力加速度，g=981cm/s2；
ψ——形状修正系数，ψ=φ；
Ca——阻力系数。
从式（3-1）中看出，影响钉螺静水沉速的主要因素一共有7个，其中γS、γ0和g为固定常数，V、S、ψ、Ca为变数，因此，式（3-1）的求解还需要确定4个变数的函数关系。
钉螺的体积V与螺体的几何尺寸和几何形状有关，不同级别的钉螺，几何尺寸不一样，几何形状也不尽相似，但均可看作近似圆锥体，故V的函数关系可用圆锥体公式：
钉螺承受阻力面面积与钉螺下沉方向有关，其值等于钉螺下沉方向投影面面积。根据试验，钉螺一般以水平方向下沉（见图3-8），则有：
图3-8 钉螺下沉方向
形状修正系数ψ为无因次系数，在静水沉降中暂时假定ψ=φ=h/D。
将上述函数关系合并到式（3-1）并简化求得：
式（3-4）代表钉螺静水沉速的一般表达式，式中的阻力系数Ca为待定值，需通过试验来确定。
2.钉螺静水沉速试验
静水沉速试验的目的主要是观察钉螺在静态水体中沉降运动状态、沉降速度以及阻力变化状况。
一共取250颗钉螺进行静水沉速试验，存活资料可用的为156颗，其中Ⅰ级钉螺71颗，Ⅱ级钉螺35颗，Ⅲ级钉螺50颗。全部试验资料变化范围列入表3-2。
表3-2 钉螺静水沉速试验资料范围表
静水沉速试验在特制的圆形玻璃管内进行，玻璃管长160cm，内径4.5cm，有效观测段长130cm。(https://www.daowen.com)
试验时先向玻璃管内注满清水，然后将预先备好的钉螺逐个投入水内，观察钉螺在水中下沉运动状态和测量它的下沉速度。投放钉螺采用螺口向下、向上和平放3种方式，如图3-9所示。
图3-9 投放钉螺三种方式示意图
（a）螺口向下；（b）螺口向上；（c）平放
钉螺在静水中下沉一般比较平稳，只有极个别钉螺在下沉过程中略显摆动，其下沉轨迹与水平线接近于垂直。螺体下沉方向无论是采用何方式（螺口向下、向上或水平）投放，均以水平方式下沉，见图3-8和图3-9。
钉螺的沉降速度随螺体的增大而增大，阻力系数则与此相反，随螺体的增大而减小。根据试验结果，不同级钉螺的沉速和阻力系数变化范围列入表3-3。
表3-3 不同级别钉螺静水沉速、阻力系数变化范围表
3.钉螺静水沉降阻力系数
由式（3-4）知，钉螺的沉降阻力系数Ca是计算钉螺静水沉速不可少的重要参数，根据实验资料推算，Ca的值不是一个常数，而且变幅很大，它的最大最小比值约为140，即大小相差140倍左右，因此，还必须对Ca的变化规律进行分析研究。
根据物体沉降理论，物体在介质中运动，其阻力系数与介质的绕流性质有关，代表流体绕流性质的特征数一般用颗粒雷诺数Red：
式中 ν——水的动滞性率。
假定钉螺的沉降阻力系数和它的颗粒雷诺数之间存在某种函数关系，通过对试验实测资料的分析就可以找出这种关系的变化规律。将阻力系数Ca与颗粒雷诺数Red写成函数关系式：
用试验资料在双对数坐标纸上点绘Ca—Red关系见图3-10。从图上点子分布看，钉螺的沉降阻力系数与颗粒雷诺数之间不呈连续的线性关系，同级钉螺的点子组成一个点群，构成三组互不掺混点群，这种情况说明，不同级别的钉螺不能统一在一个沉速公式内，必须区别对待。
图3-10 钉螺Ca—Red关系图
第Ⅰ组钉螺（幼螺）Ca、Red点子分布在9＜Red＜50、3.1＜Ca＜42.1区间，这一级钉螺阻力系数与雷诺数变化的特点是：雷诺数的变幅不很大，但阻力系数的变幅却相对较大，大小比值达13倍多；从点子分布状况看，线性关系较好，点子分布在同一直线两侧，且偏离都不大，明显的表现为阻力系数与雷诺数倒数成比例关系，即：
第Ⅱ级和第Ⅲ级钉螺，Ca、Red点子分别分布在300＜Red＜600、0.42＜Ca＜1.35和600＜Red＜1200、0.35＜Ca＜0.93两个区间，这两级钉螺Ca—Red关系变化的共同特点是雷诺数的变幅较大而阻力系数的值变幅较小，因此，这两级钉螺的阻力系数均可视为常数。根据试验资料统计，第Ⅱ级钉螺阻力系数的平均值为0.80，第Ⅲ级钉螺阻力系数的平均值为0.50。这两个数值可以作为这两级钉螺阻力系数的平均值。
4.钉螺静水沉速的应用公式
根据不同级钉螺阻力系数的变化，可以分别得各级钉螺的静水沉速公式如下：
Ⅰ级钉螺，Red＜50、ψ＜2.0、螺旋个数＜4.5旋：
Ⅱ级钉螺，300＜Red＜600、2.0＜ψ＜2.5、螺旋个数4.5～7.5旋：
Ⅲ级钉螺，Red＞600、ψ＞2.5、螺旋个数＞8旋：
