chap5 河床演变

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1、第五章河床演变河床演变的基本理论河型分类及不同河型的演变特征河相关系、造床流量河道的稳定性及稳定性指标河床演变的分析、研究方法本章知识要点：河流动力学泥沙运动力学河床演变学计算、推理、实验归纳、描述、分析定量、微观定性、宏观概述河床演变学：研究在水流作用下河床的形态及其变化的科学。河势：是河道的平面态势，包括主流线、水边线及其所构成的平面形态(如汊道、弯道，边滩、心滩、江心洲、河漫滩)以及水面现象等有关形态要素的总称。河床演变：指河床在自然条件下或受人工建筑物影响而发生的变化及其过程。黄河的泛滥平原河床演变是水流、泥沙与河床相互作用的反映。一定的河床形态和组成必然有一定的与之相适应的水流

2、结构和水流条件。一定的河床形态与河床组成，必然有一定的与之相适应的输沙率。河床演变的研究意义取得较好的水质，防止泥沙、漂浮物等对取水构筑物及河道形成危害，避免因河道变迁造成取水脱流。河流的形成和分段河流——汇集地面径流和地下径流的水道。河水流经的谷地称为河谷。河谷底部有水流的部分为河床。脉络相通的大小河流所构成的系统为水系（或河系）。支流干流一般天然河流，按照河谷和河床的情况，冲淤程度，水情变化等特点，分为：河源上游中游下游河口河流开始具有表面水流的地方，可能为冰川、溪涧、沼泽等。紧接河源，多处深山峡谷，坡陡流急，常有险滩和瀑布，多为V形峡谷地区。两岸多为丘陵区，比降逐渐缓和，岸边出现沙

3、滩，冲淤变化不明显。多处于平原区，坡度缓，流速小，淤积作用明显，多浅滩和河湾，河床宽阔，水量较大，河床横断面多为由河槽和河滩形成的复式断面。是河流注入海洋、湖泊的地方，水流和河床受上游水流和下游海洋、湖泊两方面的影响。河流的基本特征横断面从河源到河口的距离。纵断面河流横断面垂直于水流方向的断面。水位：自由水面用某一水准基面的高程（m）标定。洪水位以下的河床河槽河滩主槽边滩单式断面复式断面河槽是河流宣泄洪水和输送泥沙的主要通道，植被不易生长，洪水期有低沙运动。河滩是河槽两侧洪水漫溢的滩地，也称河漫滩。河滩上通常长有植物，被洪水淹没的次数较少，无低沙运动。边滩是河槽中较高的可移动的泥沙堆。中

4、泓线：河流纵断面沿河流中泓线的断面。河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线。——水面或河底比降。——分别为第j河段始端和终端的水面或河底高程。——第j河段长度。——第j河段水面或河底落差。河流比降中泓线上单位长度内水面或河底的落差。河流比降的特点河流比降由于受各种因素的影响，变化较大；在恒定均匀流情况下,水面坡度恰好等于河底坡度。河底比降相对水面比降较稳定，水面比降随不同水位而有较大变化；河流比降一般自河源向河口逐渐减小。13河床演变表现形式§5－1河床演变的基本概念一、河床演变的一般形式发展方向影响范围纵向变形（纵剖面）：如上游河床不断下切、下游河床不断抬高等横向变形（横断面，平面图）

5、：如河湾的发展、汊道的兴衰等单向变形（较慢，如：长江中下游多年年均淤积不到1cm，黄河下游多年一直抬高年均10cm。河口三角洲不断向外海延伸等）局部变形（例：弯道、汊道、浅滩）长距离变形（例：坝下游的冲刷）复归性变形（较快，如：浅滩在一年内或多年内的冲淤变化、河湾在若干年内的发展和消亡、汊道在若干年内的兴衰交替等）14二、河床演变的基本原理机理：输沙不平衡是产生河床演变的根本原因。河床的自动调整作用：河道由于输沙不平衡引起的变形在一定条件下往往朝着使变形停止的方向发展。例：当S＞S＊，即上游来沙量大于本河段输沙能力时，上游由于淤积的影响而产生壅水作用，水流与河床产生变化如图：15JASS

6、＊UJAUS＊S＞S＊淤积趋于停止上游断面下游断面S＊上＞S＊下S＊上＝S＊下A增大淤积J、U减小H、A减小，则J增大，D、ω减小（床沙变细）S＊上减小S＊下增大16影响河床演变的主要因素（4个）河段进口的水沙条件，包括来水量及其变化过程；来沙量，来沙组成及其变化过程；河段出口的水位流量关系，反映下游侵蚀基点的影响；河段所在河谷的地质地貌条件，包括河谷宽度，比降及河漫滩组成等。a、b、c因素就是决定输沙不平衡的基本因素；d决定河床的边界条件、抗冲能力。§5－2河型分类及不同河型的演变特征一、河型分类平原河流的分类Leopold的方法——弯曲、辫状、顺直三类张瑞瑾的方法——顺直微弯、弯曲、

7、分汊、散乱四类河段分类按地区划分按河床演变划分山区河流平原河流顺直微弯河段蜿蜒型河段分汊型河段游荡型河段峡谷性河段稳定河段次稳定河段变迁性河段宽浅性河段冲击漫流性河段潮汐河流18各类河流特征表河型形态特征运动特性稳定性边界特征实例游荡散乱多汊游荡极不稳定河岸物质较粗，缺乏抗冲性黄河，加拿大的RedDeer美国Loup分汊分汊各支汊交替消长情况变化两岸常有稳定的节点长江中游，湘江蜿蜒弯曲蜿蜒蛇行比较稳定两岸具有一定的抗冲性长江荆江，美