3 明渠河床演变

古尔图河河床演变整治措施论文

古尔图河河床演变整治措施论文摘要:河流中的泥沙运动是产生河床演变的主要原因，河床冲淤变化也是泥沙运动的结果；因此，研究河床演变规律、了解河流泥沙的来源和特性，是整治泥沙危害的首要任务。关键词:河床演变;泥沙;整治 1.引言新疆河流均为冲积扇河流，全疆绝大部分灌区、村庄、主要城镇均处于各河道冲积扇上；新疆乌苏市古尔图镇及农七师123、124、125、127团就位于古尔图河下游的冲积扇上；古尔图河发源于发源于天山北麓的博罗科努山，属于典型的山区季节性多泥砂河流，每年汛期暴雨、泥石流导致上游河床严重淤积，险情不断，水利工程损毁严重，造成引水排沙两难的境地；下游自然环境因河床演变和人为因素破坏，导致部分国家级保护植物如野生胡杨、白梭梭等自然植被枯死，农业需水量得不到满足，给古河流域的人民带来了沉重的负担，严重制约了农业经济的发展；因此，了解和掌握河床演变规律、整治泥沙淤积具有重要意义，同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一。 2.古尔图河河床演变基本规律古尔图河流经古尔图牧场，在甘家湖牧场与奎屯河、四棵树河汇合，由南至北注入艾比湖。古尔图河全长115公里。主要由五条支流汇合而成，后经哈拉少拉山流出，河床最宽处250米左右，由南至北而下，年径流量3.45亿立方米，泉水年涌水量2.61亿立方米，汛期最大瞬时洪峰流量110m3/s。 2.1古尔图河河流的形态和水沙运动的特征 a河流的形态特征：古尔图河河流位于山高坡陡、地质构造复杂的山区，其河床断面呈“V”形与“U”形相间，断面窄深，河流的宽深比较小，中水河床与洪水河床没有明显的分界线。河流受地质构造和岩性变化的影响，形成峡谷和宽河谷相间的河道平面形态；峡谷河段岸坡陡峭，岩基外露，两岸山峰矗立，水流湍急；宽河谷河面开阔，岸坡平缓，阶地发育，存在河漫滩等卵石、泥沙堆积物。 b古尔图河河流的水沙特征 ①古尔图河水情特征：古尔图河属于山区季节性多泥沙河流，河道枯水期（流

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

《河床演变与整治》

《河床演变与整治》课程教学大纲课程编号：030163 学分：2 总学时：34 大纲执笔人：匡翠萍大纲审核人：刘曙光一、课程性质与目的《河床演变与整治》是港口航道与海岸工程专业的一门重要的专业课程，它是研究自然情况下或修建整治建筑物后河流河床发生冲淤变化的过程的一门科学，根据河床冲淤变化采用科学的整治手段来调整河流的来水来沙过程，以达到防洪抗旱、疏通航道、围垦灌溉、稳定河床、蓄水发电多功能地利用河流，并兼顾水利水产等其他事业，以及环境与生态保护，以获得合理的最大经济效益，生态效益和社会效益。因此河床演变及整治在河流的开发、利用与治理特别是港口与航道工程建设中起着重要的作用。同时与土木工程、交通工程和环境工程等学科也有着密切的联系。通过《河床演变及整治》的教学，使得学生了解和掌握与河床演变及整治相关的河流动力和泥沙运动方面的理论知识，了解河流治理的主要措施和手段。二、课程基本要求《河床演变与整治》作为一门工程运用学科，要求学生具有一定的水力学（或流体力学）、河流动力学的基础知识；要求教师具有全面的流体力学和河流动力学知识，全面的河流治理知识和工程经验。三、课程基本内容 1．绪论：河流治理工程的基本性质、国内外河流治理工程的历史和现状等。 2．河床演变与整治的一般问题：（1）河流的一般特性：山区河流和平原河流的一般特性，包括河床形态、水流及泥沙运动、河床演变等。（2）河床演变的基本原理：包括河床演变分类、影响河床演变的主要因素、河床演变的基本原理、河流的自动调整作用等。（3）河流的水力几何形态：包括河床的稳定性、造床流量、河相关系和河流纵剖面等。（4）整治建筑物及整治手段：包括河道整治及规划、洪水河床整治、枯水河床整治、河床整治建筑物及其材料和构件。 3．自然河流河床的演变及整治：（1）顺直型河流的演变及整治：顺直型河段特性、演变规律、形成条件及整治工程。（2）蜿蜒型河段的演变及整治：蜿蜒型河段特性、演变规律、形成条件及整治工程。（3）分汊型河段的演变及整治：分汊型河段特性、演变规律、形成条件及整治工程。（4）游荡型河段的演变及整治：游荡型河段特性、演变规律、形成条件及整治工程。（5）浅滩演变及整治：浅滩特性、演变规律、形成条件及整治工程。

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/5d5782358.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

古尔图河河床演变规律及其整治初探

古尔图河河床演变规律及其整治初探摘要:河流中的泥沙运动是产生河床演变的主要原因，河床冲淤变化也是泥沙运动的结果；因此，研究河床演变规律、了解河流泥沙的来源和特性，是整治泥沙危害的首要任务。关键词:河床演变;泥沙;整治 1.引言新疆河流均为冲积扇河流，全疆绝大部分灌区、村庄、主要城镇均处于各河道冲积扇上；新疆乌苏市古尔图镇及农七师123、124、125、127团就位于古尔图河下游的冲积扇上；古尔图河发源于发源于天山北麓的博罗科努山，属于典型的山区季节性多泥砂河流，每年汛期暴雨、泥石流导致上游河床严重淤积，险情不断，水利工程损毁严重，造成引水排沙两难的境地；下游自然环境因河床演变和人为因素破坏，导致部分国家级保护植物如野生胡杨、白梭梭等自然植被枯死，农业需水量得不到满足，给古河流域的人民带来了沉重的负担，严重制约了农业经济的发展；因此，了解和掌握河床演变规律、整治泥沙淤积具有重要意义，同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一。 2.古尔图河河床演变基本规律古尔图河流经古尔图牧场，在甘家湖牧场与奎屯河、四棵树河汇合，由南至北注入艾比湖。古尔图河全长115公里。主要由五条支流汇合而成，后经哈拉少拉山流出，

河床最宽处250米左右，由南至北而下，年径流量3.45亿立方米，泉水年涌水量2.61亿立方米，汛期最大瞬时洪峰流量110m3/s。 2.1古尔图河河流的形态和水沙运动的特征 a河流的形态特征：古尔图河河流位于山高坡陡、地质构造复杂的山区，其河床断面呈“V”形与“U”形相间，断面窄深，河流的宽深比较小，中水河床与洪水河床没有明显的分界线。河流受地质构造和岩性变化的影响，形成峡谷和宽河谷相间的河道平面形态；峡谷河段岸坡陡峭，岩基外露，两岸山峰矗立，水流湍急；宽河谷河面开阔，岸坡平缓，阶地发育，存在河漫滩等卵石、泥沙堆积物。 b古尔图河河流的水沙特征 ①古尔图河水情特征：古尔图河属于山区季节性多泥沙河流，河道枯水期（流量10m3/s以下）有5个月，即1、2、3、4、5月上旬、12月中下旬；平水期（流量10m3/s—30 m3/s）有4.5个月，即5月中下旬，6月上旬、9、10、11、12月上旬；洪水期(流量30 m3/s 个以上)有2.5个月；水量随气温、降雨变化较稳定，且在时间、空间分布规律较明显。 ②古尔图河泥沙特征：河流泥沙主要来自汛期暴雨的水土侵蚀，全年来沙量几乎集中在汛期的几此洪峰过程中，且水流泥沙以推移质为主，推移质主要由卵石、砾石、和中粗沙组成，泥沙粒径分布范围广泛，河床内堆积的卵石一般在较大洪水时才能移动，河床上游卵石、砾石、和中粗沙堆积物较多，下游以中粗沙、面沙为主。 2．2影响古尔图河河床演变的主要因素

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，

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

河床演变与整治重点

河床演变:在不恒定的进出口条件及复杂可动边界的水沙二相流运动的一种体现形式.整治:用工程的手段达到兴利除害.防洪,农田水利,水力发电,给水和排水,航运及水产养殖等山区河流河床形态：断面形态：U 或V字形(下切)，谷坡为阶梯状.阶地是河流下切的产物.平面形态：河道曲折多变,沿程宽窄相间,比降大,急滩深潭上下交替,二岸与河心常有巨石突出,岸线和床面极不规则.河流走向由地质构造运动决定.水流及泥沙运动:1河流流态:水面比降大，.流态紊乱险恶,常有回流,旋涡,水跌,水跃,急弯,剪刀水,横流.洪水暴涨暴落2洪枯流量相差大3悬移质含沙量视地区而异4河道的推移质多为卵石及粗沙5河床多由原生基岩、乱石和卵石组成河床演变:1山区河流比降大流速大含沙量不饱和,利于河床向冲刷方向发展2部分河段暂时性淤积和冲刷1卵石运动引起的演变(汛期淤积增大,枯季冲刷,年内基本平衡)2悬移质运动引起(1一般为冲泻质2宽谷段由主流摆动出现的回流淤积3宽谷段由下游峡谷壅水引起的淤积)3溪口滩形式出现的(1大的山区河流,当二岸溪沟发生洪水或泥石流时,常在溪口堆积成溪口滩2冲积物量大粒粗,不易被主流带走,表现为冲冲淤淤)4地震山崩滑坡引起(大规模地地震山崩滑坡引起河道堵塞,引起上下游出现壅水和跌水,剧烈改变水流和河床形态) 平原河流概述:河床形态：平面上具有,顺直,分汊,弯曲,散乱四种.横断面分抛物线形,不对称三角形,马鞍形,多汊形.平原河流的纵剖面无明显折点，深槽浅滩交替，河床纵剖面有起伏的波状曲线，平均纵比降比较平缓。水流及泥沙运动:平原河流集水面积大，汇流时间长,洪水没有陡涨陡落的现象,持续时间较长河床的演变:规律是汛期淤积壮大,枯季冲刷萎缩顺直型：中水河槽顺直，边滩呈犬牙交错状分布，并在洪水区向下游平移。弯曲型：中水河槽具有弯曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依附凹岸，凹岸蚀退，凸岸淤长，河身在无约束条件下向下游蜿蜒蛇形，在有有约束条件下平面形态基本保持不变，前者通称自由弯道，后者通称约束弯道。分叉型：中水河槽分叉，一般为双汊，各汊道周期性的交替消长，游荡型：沙滩密布，汊道纵横，变化十分迅速。河床演变分类:1时间特征:长期,短期.2空间特征:大范围,局部.3演变形式:纵向,横向.4方向性特征:单向,复归性.5引起演变的外力:自然,人工干扰.//影响因素:1进口条件(上游来水条件，上游来沙条件)2出口条件(侵蚀基点条件:河面、湖面、海面等)3河床周边条件:(地理、地质条件:河流比降、宽度, 河底、河岸的组成)河床演变的根本原因:输沙平衡的破坏. 河流自动调整作用:当外部条件变化引起输沙平衡的破坏,河流进行自动调整以达到新的输沙平衡.特征1平衡趋向性2调整多样性3反应的整体性4河床变形滞后性5能耗最小河流水力几何形态:能够自由发展的冲积平原河流的河床,在挟沙水流长期作用下,有可能形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡状态.与河床的稳定性、特征流量密切相关. 纵向稳定系数:河床在纵深方向的稳定性主要决定于泥沙抗拒水流运动的摩阻力与水流作用于泥沙的拖曳力的对比. 横向稳定系数:横向稳定与河岸稳定密切相关,决定河岸稳定的因素是主流顶冲地点及走向,河岸土壤抗冲能力. 造床流量:造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的流量.马卡维也夫法:相应于最大峰值的流量值约相当于多年平均最大洪水流量,其水位约于河漫滩齐平,此流量为第一造床流量.决定中水河槽流量,通常所说的造床流量/相应次大峰值的流量略大于多年平均流量,其水位约与边滩高程相当,此为第二造床流量,仅对枯水河槽有作用.平滩水位法在河段内取若干个有代表性的断面，取平滩水位时平均流量作为造床流量 /河相关系:自由发展的冲积平原河流河床在水流长期作用下形成与所在河段条件相适应的均衡水力几何形态,在这种均衡形态的有关因素和表达来水来沙条件及河床地质条件的特征物理量之间存在的函数关系称为河相关系或均衡关系//沿程河相关系:相对某一特征流量的河相关系.适用一个河段不同断面,同一河流不同河段,甚至不同河流/断面河相关系:同一断面相应于不同流量的河相关系/ ζ:河相系数,河型有关.B0.5/h=ζ.反映天然河流随河道尺度或流量的增大,河宽增加远较河深增加为快的一般性规律/河流纵剖面:也属于一种河相关系,分为河床纵剖面和水流纵剖面河道整治是在总体规划的基础上,通过修建整治建筑物或采用其他整治手段,调整水流结构及局部河床形态,使河床向着有利的方向发展/河道整治规划1洪水整治规划2中水整治规划 (河势规划)3枯水整治规划/河势指一条河流或一个河段的基本流势,也称基本流路.河势规划遵循因势利导综合整理的原则/堤防工程护岸工程1下层工事(枯水位以下,包括护底护脚,总称护脚)2中层工事(两者之间,块石护坡可分为抛石和砌石两种)3上层工事(洪水位加波浪爬高和安全超高以上,平整岸坡,栽种树木,修建集水沟)/枯水河床整治:在碍航浅滩上修建整治建筑物,以改善通航条件/通航保证率:在规定的航道水深下一年内能够通航的天数与全年天数之比,常用百分率表示 /航道尺度:1航道最小水深2航道宽度3航道曲率半径/4流速及流态5过河设施/设计水位:根据通航标准达到航道尺度的起算水位1算术平均2保证率法3保证率频率法/整治水位:与整治建筑物头部高程齐平时水位1经验数据法:由边滩高程确定2 造床流量法:第二造床流量相应水位/整治线：整治线的方向尽可能得与主导河岸方向一致，经验法、理论计算（水沙平衡） /整治手段:枯水河床整治是要解决枯水期碍航问题,整治手段与浅滩整治相同1修建枯水整治建筑物:丁坝(长丁坝束狭河槽改变主流位置,短丁坝迎托水流外移)顺坝(束狭河槽导引水流, 调整河岸)锁坝(塞支强干)导流建筑物(激起人工环流)

河床演变的基本原理

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

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