基于自然模型法的入湖浅水三角洲形成与演变研究

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1、基于自然模型法的入湖浅水三角洲形成与演变研究Theformationandevolutionstudyoflacustrineshallow-waterdeltabasedonthenaturalmodelmethod学科专业：水利工程作者姓名：胡晓指导教师：白玉川教授天津大学建筑工程学院二零一七年十二月摘要三角洲是河流入海、入湖时河口区动力减小、泥沙沉积的产物。在稳定的构造环境和干旱的气候条件中，当湖盆坡度较小、河控作用明显、湖泊作用较弱时，常常形成河流主导，天然堤较为发育的入湖浅水三角洲。对入湖浅水三角洲演变过程的研究，不

2、仅有助于完善对其演变规律的认知，还可对区域内的河道规划、灾害预防及油气资源预测提供有效指导。本文采用自然模型法，对入湖浅水三角洲形成与演变规律进行了研究，并通过改变上游来沙量和下游湖水位来研究外界条件对其发展的影响。试验发现，三角洲堆积岸线先呈舌状推进，再随前缘朵体的生长而变化。三角洲表面河槽会在顺直、分汊和无河槽形态之间发生周期性演变。且河槽内的溯源淤积现象会引起主河道的周期性横向摆动。三角洲表面流场形态与河型相一致，流速在河流分汊处骤减，且受河型演变阶段影响。三角洲纵向推进和横向展宽都呈现先迅速增长，随后进入平稳阶段，并出

3、现“台阶式”增长。上游来沙量增多，三角洲的长宽比减小，主流摆动速率、摆动角度都变大，摆动点位置向上游移动，整个三角洲加速淤积，泥沙更易淤积在上游。中下游的横截面坡度和整体纵向坡度增大，河型有从鸟足状向辐射状发展的趋势。下游湖水位越高，三角洲整体面积越小，整体淤积厚度增大，最终河道数量减少，但从根本上来看并不会影响三角洲表面河流形态类型。关键词：入湖浅水三角洲，自然模型法，泥沙堆积，河道周期性演变IABSTRACTDeltasdevelopbecauseofthereduceddynamicandsedimentdepositi

4、nestuaryregions.Inastablestructuralenvironmentandunderaridclimateconditions,fluvial-dominatedshallow-waterdeltasformwithdevelopednaturallevees.Thestudycannotonlyimprovetheevolutiontheories,butalsoprovideeffectiveguidanceforriverwayplanning,preventingdisastersandpred

5、ictingoilandgasresources.Thispaperstudiestheevolutionoftheshallow-waterdeltabasedonthenaturalmodelmethod.Theinfluenceoftheupstreamsedimentconcentrationanddownstreamwaterlevelontheevolutionisdiscussed.Itisfoundthatthedeltashorelinefirstmovesforwardlikeatongue,andthen

6、changeswiththegrowthofthefrontlobes.Deltasurfacechannelsevolveamongstraight,dividedandno-troughpatterns.Moreover,thephenomenonofupstreamdepositioncausesthecyclicalhorizontalmovementofthemainchannel.Theshapeofthesurfaceflowfieldisconsistentwiththeriverpatterns,andthe

7、flowvelocityatthebranchdecreasedrapidly.Thesurfaceflowrateisdifferentaccordingtothestagesofchannelevolution.Boththeverticalandthehorizontalextensionofthedeltashowrapidgrowthatthebeginningandthenenterastablestagewith"step-shaped"growth.Whenthesedimentconcentrationinc

8、reases,thelength-widthratioofthedeltabecomesmaller,theswingrateandtheswingangleofthemainstreambecomelargerandthepositionoftheswingpointsmo