泥沙起动作为泥沙运动的首要问题和基础理论，对客观准确地把握河流水沙运动、河流演变规律具有关键的作用。目前，由于在沙粒起动对水流响应方面缺乏深刻的认识，因此在对水流作用力的表达上不尽准确、对作用方式和沙粒的失衡方式等方面的表述也不尽相同。　　 从水流紊动特性入手，通过对散粒体泥沙的水槽起动试验，对ADV采集的三维流速场，运用紊流统计理论，从流速概率分布、紊动强度、雷诺应力和紊动动能方面，对试验中水流的紊动特性进行了分析。结果表明:在近壁区，横向、纵向分流速及合成瞬时流速的概率分布呈正态分布，而垂向上与正态分布偏差较大;近壁区横向的紊动强度、雷诺应力和紊动动能的分布形式与纵向相似，值略小。　　 以水流紊动特性为基础，对现有沙粒受力表达式进行了分析:根据瞬时流速大小和方向的随机变化特性，用三维分流速表达了沙粒受力状况;同时考虑到床面不平整性对沙粒的隐蔽作用，建立了散粒体泥沙在三维流场下的滚动力矩平衡方程式。　　 根据试验数据，特别是ADV测得的三维分流速，统计了在试验时间序列内Md＞Mf的概率，得到了三维流速作用下泥沙的起动概率。结合试验中少量起动状态的判断标准，以2％到12％的起动百分数约定了ε=0.05的小概率事件，对三维和一维流速场作用下起动概率的合理性进行了验证，得到在三维流速作用下统计得的起动概率p=0.0471是符合约定的小概率事件。　　 最后从泥沙起动的随机性、瞬时性、失衡模式和起动的实质等机理层面上阐述了泥沙起动对三维水流的响应机制。结合泥沙起动试验的观测结果，认为泥沙的起动过程是一个泥沙颗粒在水流涡团的三维作用力下“静止—局部失稳—方位调整—起动”的渐变性突变过程。因此，从水流的三维流速场出发，以瞬时流速表示沙粒受力，建立沙粒起动的平衡方程，统计分析一定时间序列内的瞬时流速作用下得到的沙粒起动概率，更加符合泥沙起动的实质。