长江武穴河段近期河床演变分析

摘要：近几年来，长江武穴河段受河道采砂和航道整治的影响，以及新洲头即鸭儿洲修筑顺水坝分流等人为因素的影响，该河段近期河床演变发生微妙的变化。本文中该河段的河床演变分析结论仅供参考。

关键词：武穴河段、水沙、深泓、汊道、河床演变、分析

1河道基本情况

武穴河段也叫龙坪河段，位于长江中游上起鲤鱼洲，下至大树下，全长约35km。见图1。河段左岸为湖北武穴市和黄梅县，右岸属江西瑞昌县。河段上段有边滩式江心洲鲤鱼洲，下段有鸭儿洲、龙坪新洲，洲体将河道分成两汊，右汊为主汊，汊道微弯，左汊为支汊，汊道向下游大拐弯，水流在新洲洲尾汇合，该段弯曲系数2.03，属鹅头型分汊河段。本河段左岸有黄广大堤、右岸有梁公堤、赤心堤。两岸堤防、低山和矶头组成的河床边界，控制着河道的横向发展，河道特有的地质地貌条件造就了河段沿程宽窄相间。

本河段发育在扬子准地台区，其中武穴市以上属淮阳地盾南缘，南临江南古陆，处于大冶褶皱束，鄂东修水褶皱束和望江凹陷三个次一级大地构造单元的接触带，自武穴市起向东北延伸，由一系列断裂组成。由于构造断裂的影响，自全新世期以来，构造运动的差异和水流长期作用，而形成了两岸不同的地质、地貌。

武穴河段由于河道主流长期右摆，左岸已逐渐发育成为广阔的冲积平原，形成具有二元结构特征的疏松沉积物。上层主要为粘砂土，局部为砂壤土和粉细砂；下层主要为细砂，中砂，局部有砾石。龙坪弯道李英一带的岸坡主要为粉细砂、细砂组成，岸坡抗冲力较差，为重点崩岸险工段。河道右岸已紧逼山丘、矶头或阶地。这些山丘、矶头由页岩、砂岩和石灰岩构成。阶地多为棕红色的粘土和棕黄色的砂壤土，河岸抗冲性较好。

2河段水沙特征

武穴河段的水沙主要来源于上游长江干流。上游汉口水文站水沙资料能够反映河段内长江干流的水沙特点。

汉口水文站1865～2008年，多年平均水位为17.07m，历年最高、最低水位分别为1954年27.62m和1865年7.98m；1952～2008年，多年平均流量为22500m3/s，历年最大、最小流量分别为1954年76100 m3/s和1963年4830 m3/s；多年平均输沙量为3.68亿t，历年最大、最小输沙量分别为1964年5.79和2006年0.576亿t。

根据径流量、输沙量年内分配统计，三峡蓄水前汛期（5～10月）径流量占

长江武穴河段近期河床演变分析

长江武穴河段近期河床演变分析摘要：近几年来，长江武穴河段受河道采砂和航道整治的影响，以及新洲头即鸭儿洲修筑顺水坝分流等人为因素的影响，该河段近期河床演变发生微妙的变化。本文中该河段的河床演变分析结论仅供参考。关键词：武穴河段、水沙、深泓、汊道、河床演变、分析 1河道基本情况武穴河段也叫龙坪河段，位于长江中游上起鲤鱼洲，下至大树下，全长约35km。见图1。河段左岸为湖北武穴市和黄梅县，右岸属江西瑞昌县。河段上段有边滩式江心洲鲤鱼洲，下段有鸭儿洲、龙坪新洲，洲体将河道分成两汊，右汊为主汊，汊道微弯，左汊为支汊，汊道向下游大拐弯，水流在新洲洲尾汇合，该段弯曲系数2.03，属鹅头型分汊河段。本河段左岸有黄广大堤、右岸有梁公堤、赤心堤。两岸堤防、低山和矶头组成的河床边界，控制着河道的横向发展，河道特有的地质地貌条件造就了河段沿程宽窄相间。本河段发育在扬子准地台区，其中武穴市以上属淮阳地盾南缘，南临江南古陆，处于大冶褶皱束，鄂东修水褶皱束和望江凹陷三个次一级大地构造单元的接触带，自武穴市起向东北延伸，由一系列断裂组成。由于构造断裂的影响，自全新世期以来，构造运动的差异和水流长期作用，而形成了两岸不同的地质、地貌。武穴河段由于河道主流长期右摆，左岸已逐渐发育成为广阔的冲积平原，形成具有二元结构特征的疏松沉积物。上层主要为粘砂土，局部为砂壤土和粉细砂；下层主要为细砂，中砂，局部有砾石。龙坪弯道李英一带的岸坡主要为粉细砂、细砂组成，岸坡抗冲力较差，为重点崩岸险工段。河道右岸已紧逼山丘、矶头或阶地。这些山丘、矶头由页岩、砂岩和石灰岩构成。阶地多为棕红色的粘土和棕黄色的砂壤土，河岸抗冲性较好。 2河段水沙特征武穴河段的水沙主要来源于上游长江干流。上游汉口水文站水沙资料能够反映河段内长江干流的水沙特点。汉口水文站1865～2008年，多年平均水位为17.07m，历年最高、最低水位分别为1954年27.62m和1865年7.98m；1952～2008年，多年平均流量为22500m3/s，历年最大、最小流量分别为1954年76100 m3/s和1963年4830 m3/s；多年平均输沙量为3.68亿t，历年最大、最小输沙量分别为1964年5.79和2006年0.576亿t。根据径流量、输沙量年内分配统计，三峡蓄水前汛期（5～10月）径流量占

弯曲河道的河床演变浅析

弯曲河道的河床演变浅析港航0902班王海翔 200919040517 【摘要】河床演变是河床受自然因素或水工建筑物的影响而发生的冲於变化。自然条件下的河床总是在不断变化，如河湾的发展，汊道的兴衰，浅谈的冲於等。弯曲型河道由正反相间的弯道段和介乎期间的过渡段连接而成，由于水流离心力和重力的作用，形成的一系列水力现象在弯曲河道表现的尤为明显，使弯曲河道的河床演变更加明显。【关键词】弯曲河道离心力河床演变【正文】 1.弯道水流的受力分析当水流由直段进入弯道后，由于离心离德存在而使自由的水面的平衡状态遭到破坏，结合弯道水流的实验可知，进入弯道己有从凸岸向凹岸的横比降Jr出现，直至弯段出口处仍有一定数值，出弯后又迅速消失。因此，凹岸的水位线常形成凸曲线，凸岸的水位线常形成下凹线，即水面是凹高凸低，成一上凸曲线，整个水面为一扭曲面。 a op V cp/r×?（2h+Jr) 离心力：F1= 两侧水压力之差：△p=?ρgh2-?ρg(h+Jr)2 =-ρghJr+?ρgJr2 ≈-ρghJr 河底之横向阻力τr0 水流流到弯曲河道处主要受到离心力、重力和河道横向阻力的作用，而由水面横比降所引起的横向压差则沿水深不变，与离心力合成之后，上层水体所受的力指向凹岸，下层水体所受的力指向凸岸，从而是上层水体向凹岸流动，下层水体向凸岸流动，形成环流。 2.弯曲河道泥沙运动特点河道中，明渠轴线和渠壁的不断改变，迫使进入弯道的水流质点做曲线运动。因为弯道水流质点受重力作用和向心加速度而受到离心惯性力作用，而离心惯性力的方向从凸岸指向凹岸，水流在弯道内运动时，有纵向流速和横断面的断面环流，形成弯道螺旋流，使得弯道凹岸冲涮，凸岸淤积，从而使弯道演变发展，使弯道更加弯曲，水流阻力进一步加大。泥沙随着水流进入弯曲河道，根据水流在弯道运动特性（即水流在弯道中会出现横向的流速，在水面由凹岸流向凸岸，在水底由凸岸流向凹岸。）因此降低了泥沙在凹岸的稳定性，提高了泥沙在凸岸的稳定性，泥沙总体表现为在凹岸冲刷，在凸岸淤积，因此蜿蜒河道的发展在向着蜿蜒程度增加的方向发展的。 3.弯曲河道河床演变的基本原理河床演变的基本愿意是属啥的不平衡，进一步的深层原因是动床水沙两相流的内在矛盾和不恒定流外部条件（进口水沙、出口侵蚀基点条件和河床周界条件）。而弯曲河道中，纵向输沙不平衡将引起纵向变形，横向输沙不平衡将引起

基于GIS的嘶马河段河床演变分析及岸坡稳定预测

基于GIS的嘶马河段河床演变分析及岸坡稳定预测曾宏河海大学土木工程学院，南京 (210098) E-mail：Zenghong12@https://www.360docs.net/doc/452933171.html, 摘要：结合嘶马河段崩岸的工程应用，利用GIS（地理信息系统）技术建立了河床的动态DEM（数字高程模型）。利用所建立的动态DEM，通过对不同年份DEM的空间分析，分析了嘶马河段的河床演变过程。根据所建立的DEM对岸坡稳定进行评判和预测。关键词：稳定预测；GIS；DEM ；河床演变；崩岸 1.前言河床的演变是个复杂的过程，河岸的崩塌与很多因素有关，长江嘶马河段的河床演变历经多年，崩岸现象频繁发生。许多学者利用各种技术手段对崩岸的原因进行了一系列的研究工作。他们的研究工作主要是从河流河势方面考虑的比较多，归纳起来主要有以下的因素：河道的边界条件，河流以及水沙动力因素，长江水文状况的变化，长江堤防工程的建设和其它的人类活动的影响。他们都从一定的角度探求了崩岸的机理，综合分析了多方面的影响因素，并取得了很大的进展。随着GIS技术的发展，其在岩土工程中的应用越来越广泛，利用其强大的空间数据及其属性数据的处理能力来分析工程实际问题已成为岩土工程中的热点和难点。然而由于地质数据的复杂性，不确定性，使得直接利用GIS来分析工程问题具有较大的困难。很多学者利用GIS技术研究了河床的冲淤演变，并利用DEM的叠加分析来计算了冲淤量[ 1-3]。对于边坡及岸坡稳定分析，提出了基于GIS的三维边坡计算模型以及展开了相关研究工作[ 4-5]。本文利用ArcGIS软件建立了河床的DEM，并进行一系列的空间分析，得到研究区域的坡度坡向图，河流断面图，DEM及TIN图形。依据这些图形资料及地质资料，从而可以计算河床的冲刷与淤积量，从三维模型的角度宏观地展现了河床地演变过程，并利用所得的多年DEM图形资料来分析和预测岸坡的稳定性，为实施岸坡加固提供辅助决策。 2.研究区域概况长江嘶马弯道位于长江下游扬中河段的上游，是长江中下游最严重的也是最有典型性的弯道凹岸崩塌段。上游承接镇扬河段的谏壁—大港弯道,下游与泰兴水道相连接,是典型的弯曲分汊型陡弯河道,在长江中下游颇为有名。弯道全长14公里，弯锐水急，河床土质量抗冲性差，全河段均为崩岸段。1984年7月21~23日，嘶马河口发生巨大崩岸灾害，崩窝坍进350米，坍失面积115000平方米，严重威胁嘶马镇人民生命财产的安全，直接损失200多万元，在此前后也曾多次发生河岸的崩塌，造成了很严重的经济损失，因此研究嘶马河床演变及崩岸问题具有重要的意义。 3.河道动态DEM的建立 3.1 资料情况在建立DEM时，原始数据的精度直接影响到所建立的DEM的精度。本次建立动态模型的资料有两类：一类是来源于省地调院与江都市地矿局2001年报告中的有关图件。该图件包含了长江嘶马段的岸线变化图，以及0米， -10米，-20米，-30米河床等深线的历年

三峡蓄水后宜昌河段河床演变分析

收稿日期：2009-05-13 作者简介：刘金（1987—），男，硕士研究生，主要从事环境与工程泥沙和治河防洪方面的研究。 1概况1.1 河道概况宜昌—虎牙滩河段上接镇川门，下游与宜都水道相连接，全长19.4km ，处于山区河道与平原河道之间的过渡段，为顺直分汊河段。本河段有较大的洲滩胭脂坝，胭脂坝将河道分为左汊及右汊，左汊为主汊，右汊为支汊。胭脂坝以上江面宽度约为650~900m ，胭脂坝处河道宽度达到1500m ，以下河道宽度逐渐从1500m 收窄到虎牙滩处的800m 。三峡蓄水后宜昌河段河床演变分析刘金，陈立，周银军，许文盛（武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉430072）摘要：三峡水库蓄水运用以后，改变了宜昌河段的来水来沙条件，引发了河流的再造床过程。依据蓄水前后原型观测资料结合宜昌河段的来水来沙及边界条件，分析了宜昌河段的冲淤变化、深泓线、深泓纵剖面、洲滩等变化规律，并对其演变趋势做了预测。关键词：三峡；宜昌河段；演变中国分类号：TV 147 文献标志码头：A 文章编号：1002-4972（2009）11-0116-05 Evolution of Yichang reach after impoundment of the Three Gorges Reservoir LIU Jin,CHEN Li,ZHOU Yin-jun,XU Wen-sheng (State Key Laboratory of Water Resources and Hydropower Engineering Science,Wuhan University,Wuhan 430072,China) Abstract:Since the impoundment of Three Gorges Reservoir,the water and sediment to the reach has changed,resulting in the process of river transformation.Based on the prototype observation data before and after the impoundment,as well as the boundary condition,this paper analyzes the river channel change,thalweg and evolution of the shoal,and predicts the trend of evolution of Yichang reach. Key words:Three Gorges;Yichang reach;river process 图1 葛洲坝下游宜昌河段形势图 2009年11月第11期总第434期Nov.2009 No.11Serial No.434 水运工程 Port &Waterway Engineering

白马河局部河段河床演变的分析研究

第10卷第1期中国水运 Vol.10 No.1 2010年 1月 China Water Transport January 2010 收稿日期：2009-12-21 作者简介：王俭斐（1982-），男，河北鹿泉人，河北省石津灌区管理局助理工程师，研究方向为水利水电工程。白马河局部河段河床演变的分析研究王俭斐1 ，任健2 ，王丽娟3 （1河北省石津灌区管理局，河北石家庄 050051；2中国水利水电科学研究院，北京 100048； 3河北大学人民武装学院，河北石家庄 050061）摘要：白马河在上游修建水库后，对河道形态的塑造起决定性作用的是极个别年份发生的罕见大洪水。大规模采砂大大改变了原来大洪水塑造形成的河床形态，并使河床演变产生了一些新的特点：纵剖面猛烈下切，且起伏不平；横断面大幅下切和扩宽，河床横断面形态变得极不规整，极大地改变了主槽与边滩的位置关系；深泓点高程大幅度下降，深泓点摆动更加剧烈紊乱。关键词：采砂；河床形态；白马河中图分类号：TV147 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2010）01-0122-02 一、前言长期以来，国内外关于采砂对河床形态及河床演变的研究相对并不十分多见[1，2]。在我国，随着采砂问题的日益严重，对采砂造成的河道及河床演变研究逐步得到重视，但大多是针对长江、钱塘江等南方地区常年有水的河流，分析河道在受到采砂影响下的河床演变[3～6]；而对北方地区多年少水甚至多年无水的河流，其受到大规模采砂影响的研究，相对很少。本文以实测资料为依据，分析白马河局部河段受到大规模无序采砂后河床演变的特点，探讨其对河道的影响。二、河流水文泥沙概况 1．水文概况白马河是海河流域子牙河水系滏阳河的一条主要支流，发源于河北省邢台县西部山区北小庄乡戈廖，流经内丘、任县，至环水村注入南澧河，全长73.5km，总流域面积485km 2，河道平均比降6.66‰左右。白马河上游建有野沟门及羊卧湾两座小（一）型水库，在非行洪期河床干涸断流。白马河流域属温带半干旱大陆性季风气候，年内温差悬殊。多年平均降水量601mm，且一年内分配不均，6～9月间降水量约占全年的76%。海河流域内发生“63·8”和“96·8”两次大洪水，暴雨中心均在白马河流域上游附近。 2．泥沙概况白马河无较大支流，小支流呈单干树枝状。主流在南青山附近出山，并改变流向，由东北转向东南。河道上游为窄深式河槽，过南青山后逐渐扩宽，至铁路桥段约在0.3～2km 之间。在研究河段主流有S 型弯道。该河段为宽浅型河道，滩地上有局部灌木丛等。近年来非汛期河道已不见流水，汛期偶有洪水下泄。白马河的河床质基本为粗沙、砾石。从研究河段河床0～3m 深的河床质组成看，上游颗粒较粗，平均中值粒径D 50在0.8mm～8mm 左右。白马河沙量主要有两个来源，一是流域上游的土壤侵蚀，二是河道的两岸岸壁坍塌。三、采砂影响下的河床演变过程为了分析大规模无序采砂对河床演变的影响，选择白马河局部河段0＋000～4+910河道若干年份（1966年，1994年，1996年，2003年）的六个大断面（0+000，1+300，2+710，3+510，4+250，4+910）进行分析计算。 1．横断面形态变化河道横断面形态反映了河道容蓄和输运水沙的空间，同时也可以反映出滩地与主槽的相对位置关系。图1、图2为白马河局部河段历年典型断面变化情况。图1 2+710断面图2 4+250断面

长江下游东流水道河床演变特征分析及航道整治_李文全

2011 年 10 月第 10 期总第 459 期水运工程 Port & Waterway Engineering Oct. 2011 No. 10 Serial No. 459长江下游东流水道河床演变特征分析及航道整治李文全，涂新民，杨祖欣，刘洪春（长江航道规划设计研究院，湖北武汉 430011）摘要：介绍长江下游东流水道河床演变特点，并对影响其演变的主要因素进行分析；预测近期河床演变趋势，指出虽然目前东港正处在发展过程之中，而作为航道跨河过渡槽的西港有萎缩的趋势，但西港依然有复苏的可能；针对东流水道目前航道存在的主要问题，为了加速实现西港冲刷发展趋势的形成，改善和稳定西港枯水通航条件，在定床模型上，对可能实施的工程方案进行水流特性认识性试验，根据试验成果，提出下一步东流水道航道整治思路。关键词：长江；河床演变；航道整治中图分类号：U 617文献标志码：A文章编号：1002-4972(2011)10-0083-06 收稿日期：2011-03-17 作者简介：李文全（1966—），男，教授级高工，主要从事航道整治研究。 Analysis of river bed evolution and discussion on waterway regulation thought of Dongliu channel on the lower reach of the Yangtze River LI Wen-quan, TU Xin-mi , YANG Zu-xin , LIU Hong-chun (Changjiang Waterway Institute of Planning, Design and Research, Wuhan 430011, China) Abstract: This paper describes the bed evolution characteristics of Dongliu channel in the lower reach of the Yangtze River and analyzes the main influential factors then. It predicts the trend of the bed evolution, and pointis out that although the Donggang channel is in the process of developing, as the cross channel called Xigang is in a shrinking trend, the Xigang channel still has the possibility of recovery. For the main problems at present, in order to accelerate the formation of erosion trends of Xigang channel and improve its navigation conditions, some possible engineering measures have been tested in the fixed bed model. According to the results of the model test, it proposes ideas on the next-step regulation of Dongliu channel. Key words: the Yangtze River; bed evolution; waterway regulation 东流水道为顺直多汊河型，历来是长江下游重点碍航浅滩水道之一。2001年后，西港（航道跨河过渡槽）逐渐冲刷发展，枯水航行条件相对好转，为了稳定这种较好的航道形势，2004— 2006年对东流水道实施了航道整治工程。工程实施后，本水道滩槽格局和莲花洲港枯水期分流形势基本得到控制，枯水期西港航道条件一度较好，满足4.5 m×200 m（航深×航宽）的整治标准。但因当时未对东港进行控制，仍存在东港与西港相互消长问题。近年来，东港枯水期分流比逐年增大，相应西港分流比不断减少，老虎滩左侧主航槽淤浅，滩尾累积性淤积下延，挤压西港，枯水航道尺度下降。为了确保东流水道航道畅通，需要实施新的航道整治工程。本文对今后该水道航道整治思路和工程方案进行探讨。 1 概况东流水道位于长江下游九江市—安庆市之

河床演变基本原理

河床演变基本原理王浩霖 201101021530 摘要：河床演变是指自然情况下及修建整治建筑物后河床发生的冲淤变化过程。广义上是指河流形成和发展的整个历史过程；狭义方面则仅限于近代冲积河床的演变发展。天然河流总是处在不断发展变化过程之中。而且天然河流的河床形态复杂，演变规律差异很大。人类在开发利用河流的过程中，要有效地整治河流，必须充分认识河床演变的基本原理及各类河床特殊的演变规律。本文着重讨论平原冲积河流的问题，但所阐明的基本原理对具有一定冲积层的山区河流也是适用的。关键字：河床演变基本原理平原冲积河流河型一、平原冲积河流的一般特性 1.河床形态与山区河流不同，平原河流的河床形态是在特定条件下水流与河床相互作用的结果，因而具有较强的规律性。平原河流在平面上具有顺直、弯曲、分汊、散乱等四种外形。其横断面可概括为抛物线形、不对称三角形、马鞍形和多汊形等四类。河漫滩和成型堆积体是河床形态中涉及的两个基本概念。河漫滩是位于中水河槽两侧，在洪水时能被淹没的高滩。河漫滩既有由侵蚀作用造成的，如石质河漫滩，多见于山区河流，滩面较窄，且向中水河槽一侧倾斜；更多的是由堆积作用造成的，如冲积河漫滩，多见于平原河流，滩面较宽，左右河漫滩分别向两侧倾斜，这是洪水漫滩落淤的结果。成型堆积体是冲积河流的河底分布着各种形式的大尺度沙丘（尺度远大于沙坡）的统称。成型堆积体的尺度，包括宽度、深度和长度，和河流的尺度（河宽和水深），是同数量级的。成型堆积体经常处于发展变化之中，是平原河流河床演变中最活跃的因素。 2.河道水流的一般特性 2.1河道水流的基本性质（1）河道水流的二相流特性。天然河道的明渠流是挟带着泥沙的水流运动，本质上属于二相流。（2）河道水流的三维性。河道水流的过水断面一般是不规则的，因此河道水流为三维流动。过水断面的宽深比愈小，三维性愈强烈。（3）河道水流的不恒定性。一方面，来水来沙情况随时空的变化；另一方面，由于河床经常处于演变之中，因此河道水流的边界也随时空变化。（4）河道水流的非均匀性。涉及运动的各物理量沿流程不变的水流为均匀流。达到均匀流的条件是水流为恒定流、水流边界是与流向平行的棱柱体。河道的来水来沙和边界是不满足这些条件的，因此河道水流一般为非均匀流。 2.2河道水流的水流结构（1）河道水流的流型。在水力学中将流体运动区别为紊流和层流两大类型，在紊流中又分为光滑区、粗糙区（或阻力平方区），以及介于层流和紊流、光滑区和粗糙区之间的两个过渡区。河道水流的雷诺数一般都比较大，其流型一般居于阻力平方区。（2）河道水流的主流与副流。主流是水流沿着河槽总方向的流动，由河床纵比降的总趋势决定；副流是在水流内部产生的一种大规模的水流旋转运动，由纵比降以外的其他因素所促成。河流中的横向输沙的方向主要是靠有关的环流造成的。因此，一个河段的冲淤动态，

浅谈河床演变

浅谈河床演变摘要：河流是水流与河床相互作用的产物。水流与河床，二者相互制约，互为因果。水流作用于河床，使河床发生变化；河床反作用于水流，影响水流的特性。由因生果，倒果为因，循环往复，变化无穷，尤其河道上修建各类工程之后，受到建筑物的干扰，河床变化将更为加剧。关键词：河床演变均衡稳定演变类型河床演变是指河床在自然条件下或受人工建筑物影响而发生的变化。这种变化是水流、泥沙与河床相互作用的反映。河流存在两个反馈系统：水流挟带泥沙，泥沙的存在又影响水流结构；水流作用于河床，使河床发生变化，河床形态反过来又影响流速分布。它们相互依存、相互影响又相互制约。水流与河床的相互作用是通过河流中泥沙的冲刷、搬运和堆积而实现的，泥沙在其中起着纽带作用。当流速增加，组成河床的泥沙遭到冲刷，使河床降低或拓宽；当流速减小，水中挟带的泥沙沉积于河床上，使河床抬高或束窄，河床就会发生相应的变化。一、河床演变理论研究进展综述河床演变是一门新兴学科。目前尚无统一理论如何表达河床演变自动调整作用基本原理是河床演变学研究的难题之一，前人进行了长期艰苦的研究，提出了很多极值理论和假说，主要研究成果如下： (1) Leopold(1962)提出河流能量沿程均匀分布的最大统计熵理论[1]：相当于UJ=常数。Leopold最先提出应用统计熵理论来研究河床演变，由于沿河各段的能量分布受地质地貌条件控制不能沿河自由调整，能量沿程分布不满足构造统计熵的条件，因而河流能量难以达到沿程均匀分布。 (2)窦国仁(1964)提出最小河床活动性假说[2]：在给定的来水来沙和河床边界条件下，不同的河床断面具有不同的稳定性或活动性，而河床在冲淤变化过程中力求建立活动性最小的断面形态。由于河床活动性指标为经验表达式，难以在理论上阐明，也缺乏实测资料进行严格的验证。 (3)Langbein(1964)提出最小方差假说[3]：随着上游来水来沙条件的变化，当地的水力因子将发生调整以趋于平衡，这种平衡状态对应的是使各水力因子变化的方差达到最小。最小方差假说在理论上符合统计熵的最概然分布定理，但统计方差的变量不明确，各人构造的方差可能互不相同。 (4)张海燕(1979)提出河流系统的最小河流功假说[4]：对于一定的水流量和输沙量，当河道可能有几种稳定河床形态和坡降时，河床形态将沿河谷坡降进行调整，使河流系统的单位河长河流功最小，表达式为：γQJ=min。由于造床流量Q给定，即最小比降J=min；对于稳定冲积河流，γQJ的值与输沙率Q s成正比，即得到最小输沙率Q s=min。但河床演变不仅仅是调整比降，而且认为冲积河流的调整是为了满足输沙率最小，这与冲积河流的输沙相对平衡自动调整作用原理相矛盾。 (5)杨志达(1971)提出最小单位河流功理论[5]：对于冲积河道缓流，河道将调整流速、坡降、糙率和河床形态，使输送一定水流量和沙流量的单位河流功率最小，最小值大小取决于河道约束条件，表达式为：γUJ=min。但该公式没有反映河道输沙对河床演变的影响，且河流功在物理概念上不明确，有河道给水流做功之嫌，挟沙水流只能损失自己的能量对运动中的泥沙做功，河床不能对水流做功，河床无能量传递给水流，河床对水流的阻力决定水流能耗的分布

河床演变的基本原理

第二节河床演变的基本原理自然界的河流无时不刻都处在发展变化过程之中。在河道上修建各类工程之后，受到建筑物的干扰，河床变化将人为加剧。由于山区河流的发展演变过程十分缓慢，因此，通常所说的河流演变，一般系指近代冲积性平原河流的河床演变。河流是水流与河床相互作用的产物。水流与河床，二者相互制约，互为因果。水流作用于河床，使河床发生变化；河床反作用于水流，影响水流的特性。由因生果，倒果为因，循环往复，变化无穷，这就是河床演变。水流与河床之间相互作用的纽带—泥沙运动。泥沙有时因水流运动强度减弱而为河床的组成部分，有时又因水流运动强度的增强而成为水流的组成部分。换句话说，河床的淤积抬高或冲刷降低，是通过泥沙运动来达到和体现的。因此，研究河床演变的核心问题，归根结底，还是关于泥沙运动的基本规律问题。一、河床演变分类天然河流中，河床演变的现象是多种多样的，同时也是极其复杂的。根据河床演变的某些特征，可将冲积河流的河床演变现象分为以下几类：（1）按河床演变的时间特征，可分为长期变形和短期变形。如由河底沙波运动引起的河床变形历时不过数小时以至数天；蛇曲状的弯曲河流，经裁直之后再度向弯曲发展，历时可能长达数十年、百年之久。（2）按河床演变的空间特征，可分为整体变形和局部变形。整体变形一般系指大范围的变形，如黄河下游的河床抬升遍及几百km的河床；而局部变形则一般指发生在范围不大的区域内的变形，如浅滩河段的汛期淤积，丁坝坝头的局部冲刷等。（3）按河床演变形式特征，可分为纵向变形、横向变形与平面变形。纵向变形是河床沿纵深方向发生的变形，如坝上游的沿程淤积和坝下游的沿程冲刷；横向变形是河床在与流向垂直的两侧方向发生的变形，如弯道的凹岸冲刷与凸岸淤积；平面变形是指从空中俯瞰河道发生的平面变化，如蜿蜒型河段的河弯在平面上的缓慢向下游蠕动。（4）按河床演变的方向性特征，可分为单向变形和复归性变形。河道在较长时期内沿着某一方向发生的变化如单向冲刷或淤积称为单向变形，如修建水库后较长时期内的库区淤积以及下游河道的沿程冲刷；而河道有规律的交替变化现象则称为复归性变形，如过渡段浅滩的汛期淤积、汛后冲刷，分汊河段的主汊发展、支汊衰退的周期性变化等。（5）按河床演变是否受人类活动干扰，可分为自然变形和受人为干扰变形。近代冲积河流的河床演变，完全不受人类活动干扰的自然变形几乎是不存在的。二、影响河床演变的主要因素

河床演变的基本原理

河床演变

第六节河床演变一、河床演变的基本知识 (一)河床形态变化的类型河床的几何形状，称为河床形态。河床形态变化，称为河床演变，它是河床泥沙运动的结果，可有两种类型： 1．纵向变形河床沿水流方向的高程变化，称为河床的纵向变形，它是河流纵向输沙不平衡造成的结果。河源与上游的河床下切、下游河床的淤高，均属此类，其变化幅度随岩石性质而异，细沙河床的变化幅度可能很大。它对于桥梁工程设计的影响不可忽视。 2．横向变形河湾发展、河槽扩宽、塌岸、分汊、改道等河床平面形态的变化，统称为横向变形。河湾的发展与弯段水流离心力有关，它可使凹岸不断受到冲刷，凸岸不断出现淤积，产生横向比降，可导致河流截弯取直或河流改道。 (二)河床演变的影响因素河床演变的影响因素有很多，主要因素有： 1．流域的产沙条件流域的产沙量及泥沙组成等对河床演变有很大的影响。例如，黄河及华北地区一些河流，河水含沙量很大，因此下游河道淤积十分严重。 2．流量变化流量越大，水流的挟沙量就越多。流量变化越大，泥沙运动和河床的变形就越剧烈。设河水的含沙量为ρ，流量为Q，输沙率为Q s，则有 Q s=ρQ （8-17）3．河床土质土质坚实的河床变形缓慢，土质松软的河床易受冲刷。 4．水流比降河床比降大，流速大，冲刷力强，河床受冲刷厉害。反之则易于淤积。 5．副流作用水流中由于纵、横比降及边界条件的影响，其内部形成一种规模较大的旋转水流，如图8-12所示，称为副流。它从属于主流而存在，是河床冲淤的直接原因。 229厚桥涵图8-12 1-冲刷坑；2-回水区；3-路堤；4-主流 6．人类活动如兴修水利工程，建造堤坝、桥、涵等活动，都会对河床演变产生重大影响。二、建桥后对河床演变的影响建造桥梁后导致的河床演变属人类活动影响因素之一，它只是发生在桥位上、下游不远的范围内。主要为： (一)平原弯曲型河段（属于次稳定河段）在这类河段上建桥，其孔径一般都大于或等于河槽宽度，建桥对河床的影响小。但是，当桥位通过水深较大的河湾时，因河床自身的天然演变，有可能形成河湾逼近桥台、桥头引道或导流堤，危及桥台基础。 (二)平原顺直河段（属于稳定性河段）在这类河段上建桥，其孔径一般也不压缩河槽宽度，故对河槽自然演变的影响不会明显，建

河床演变的基本原理

河床演变的基本原理第二节河床演变的基本原理自然界的河流无时不刻都处在发展变化过程之中。在河道上修建各类工程之后，受到建筑物的干扰，河床变化将人为加剧。由于山区河流的发展演变过程十分缓慢，因此，通常所说的河流演变，一般系指近代冲积性平原河流的河床演变。河流是水流与河床相互作用的产物。水流与河床，二者相互制约，互为因果。水流作用于河床，使河床发生变化；河床反作用于水流，影响水流的特性。由因生果，倒果为因，循环往复，变化无穷，这就是河床演变。水流与河床之间相互作用的纽带一泥沙运动。泥沙有时因水流运动强度减弱而为河床的组成部分，有时又因水流运动强度的增强而成为水流的组成部分。换句话说，河床的淤积抬高或冲刷降低，是通过泥沙运动来达到和体现的。因此，研究河床演变的核心问题，归根结底，还是关于泥沙运动的基本规律问题。一、河床演变分类天然河流中，河床演变的现象是多种多样的，同时也是极其复杂的。根据河床演变的某些特征，可将冲积河流的河床演变现象分为以下几类：（1）按河床演变的时间特征，可分为长期变形和短期变形。如由河底沙波运动引起的河床变形历时不过数小时以至数天；蛇曲状的弯曲河流，经裁直之后再度向弯曲发展，历时可能长达数十年、百年之久。（2）按河床演变的空间特征，可分为整体变形和局部变形。整体变形一般系指大范围的变形，如黄河下游的河床抬升遍及几百km的河床；而局部变形则一般指发生在范围不大的区域内的变形，如浅滩河段的汛期淤积，丁坝坝头的局部冲刷等。（3）按河床演变形式特征，可分为纵向变形、横向变形与平面变形。纵向变形是河床沿纵深方向发生的变形，如坝上游的沿程淤积和坝下游的沿程冲刷；横向变