河道地形冲淤时空分析方法分析

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1、河海大学硕士学位论文作用。因此河床演变分析是江河沿岸经济建设、水资源开发利用、防洪减灾等业务的基础，是江河整治和水利工程规划建设的依据。即时反应河道泥沙淤积变化历程，准确判定河道变化，实时总结河道冲淤和演变规律，根据处于不同自然环境下河流的不同演变规律和河道特征以及经济社会可持续发展的需要，因势利导地制定、采用不同的防洪对策，达到最大的防洪效益，才能获得良好的社会效益、经济效益、生态效益，合理利用资源【3圳。目前，根据实测资料分析河道冲淤的途径主要有两大类15J：一类是根据河道水下实测地形切割断面，按几何法(简称地形断面法)直接计算河道泥沙的冲淤量；另一类方法是河道输沙平衡分析法(简称输沙量

2、法)，是根据河段进出口水文测站的实际输沙量估算河道泥沙的冲淤量。此两种方法的分析结果都受到水文测站实际监测数据频次的制约，都不能直观的反映河道冲淤的具体部位，通过断面分析和实地调查也只能粗略的分析河道冲淤分布。目前新兴的基于GIS的河道冲淤分析方法也是从实测数据出发，但具有传统方法无法比拟的优势：(1)所有计算过程均由计算机自动完成，大大提高了工作效率，减少了人为因素造成的系统误差，计算精度显著提高；(2)结果可视化表达，直观反映了河道冲淤的具体部位，对计算任意区域的地表形态变化有着较好的灵活性【们。但是，目前基于GIS的方法研究只获得一些浅层的冲淤现象，河道数据中所蕴涵的知识远远没有得到充

3、分的挖掘和利用，没有有效地对数据变化的历史进行分析，没有重建历史状态，没有进行跟踪变化，更没有预测未来的趋势。因此，从现有数据中寻找不明确的、隐含的知识、空间关系或模式，可为决策者提供有价值的知识，带来不可估量的效益。1．3国内外研究进展人们对河道演变过程的认识，通常是从野外实际查勘及观测开始的。再对收集到的实际资料所进行的由表及里、由此及彼的综合分析，使人们逐步形成了对某具体河段到整个河流以至不同河流的河道演变的规律性认识。这种规律性认识随着观测手段日益现代化、观测精度日益提高、观测项目日益齐全而不断深化，有定性讨论，也有定量研究，根据技术手段的不同，研究也分成了两2第一章绪论个重要途径：

4、基于水沙数学模型和基于GIS的分析方法。众多国内外学者尝试通过对水沙关系模型的研究来认识河流沉积物的侵蚀、堆积和搬运过程(Belperio，l979；FergIlson，1986，1987；JaIlsson，1996；Cordpvaa11dGoI珊1ez，1997；M009andWlliting，l998；Whitingetm．，1999；Asselmall，l999，2000；Syvitskieta1．，2000；Horo、析tz，2003；Moreheadetal，2003；Simonetal，2004；Xueta1，2005)，但直接测量悬沙浓度和泥沙通量，尤其是各大河流洪水期的悬沙浓

5、度资料，存在时间和技术上的困难。流量．悬沙浓度之间存在的乘幂关系似乎可以弥补这一实际操作上的缺陷，于是利用水沙关系模型计算河流的泥沙通量，通过比较河流泥沙通量随时空变化来推测和计算河流的侵蚀、淤积状况成为实现以上两个方面研究的主要的手段之一(VansinckleaIldBesch_ta，1983；Fe姗eta1．，1985；Fe霉guson，1986；MillimallandSyvitski，1992；MilleraIldGupta，1999；Cheneta1．，2001a；赵怡文、陈中原，2003；Xueta1，2005)。利用水沙关系模型研究长江中下游沉积物分布特征(李香萍等，2001；

6、赵怡文、陈中原，2003)以及长江中下游河道冲淤变化(丘凤莲、吴伟明，1996；汤立群，1997；石国饪等，2002；陈守荣等，1999；施修端等，1999，2000；冯春，2001；潘庆焱，2001；李义天等，2004；殷鸿福等，2004；李茂田，2005)是其应用的另一个重要方面。研究认为，长江流域来沙主要以悬移质形式下泄，悬沙通量由中游向下游沿程递减(李香萍等，2001；李茂田，2005)。同时各测站悬移质输沙量也逐年呈阶梯性递减趋势。长江中下游水沙通量有明显的季节性变化，洪季通量值明显高于枯季。悬沙颗粒主要由极细沙和粉沙组成，自中游向下游，泥沙颗粒逐渐细化。由于江阴河段附近边界条件的

7、限制，该区域的悬沙粒径明显小于其上下游河段。长江中游的泥沙，总体是淤积大于冲刷，但是冲淤的地理分布、时间段分布和河床断面分布并不均衡(殷鸿福等，2004；李茂田，2005)。长江干流的宜昌．城陵矾段、九江．大通段冲刷大于淤积或冲淤平衡。淤积主要发生在长江干流以武汉为中心的螺山．武汉．黄石段以及洞庭湖和都阳湖区。即使在主要淤积江段，也有局部时段和江段以冲刷为主。主泓所在的河槽以冲刷为主，而河道两侧或河道之间的洲