平原冲积河流一般特性、河床演变分类和影响因素共38页
冲积河流河床形态判别标准
冲积河流河床形态判别标准
1.河床宽度：河床宽度是指河道水流宽度，它是河流形态特征中最重要的因素之一。
河床宽度一般由河床地形、河道水流特性和河床材料等因素共同决定。
2.河床深度：河床深度是指河床水深，它是河流形态特征中的重要因素之一。
河床深度受河床地形、河道水流特性和河床材料等因素共同影响。
3.河床坡度：河床坡度是指河床上游与下游之间水平面高度差与水平距离的比值。
河床坡度一般由河床地形、河道水流特性和河床材料等因素共同决定。
4.河床形状：河床形状是指河床表面的形状，它是河流形态特征中的重要因素之一。
河床形状受河床地形、河道水流特性和河床材料等因素共同影响。
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。
河流动力学第7章-河床演变
弯曲河段的演变规律
凹岸崩退，凸岸淤长
♥ 最重要演变规律：凹冲凸淤 ♥ 产生的原因：横向环流＋含沙分布
河湾发展、河线蠕动
♥ 横向发展，弯顶之间互动 ♥ 纵向也有向下游的蠕动
裁弯取直、河湾消长 图
♥ 整个河道发生变化
撇弯切滩 图
♥ 河道内主流线发生变化
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总评
♥ 河槽极不稳定 ♥ 对于港口航道工程等不利
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河流动力学
7.3.3 弯曲型河道的河床演变
主要内容
弯道的形态特征 弯道的水流特征 弯道的泥沙运动 弯曲河段的演变
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河流动力学
7.3.3 弯曲型河道的河床演变
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河流动力学
7.2.3 平原河流的河床演变
平原河流的河床演变
一般特点
♥ 河流：来水来沙⇔河床边界，长期相互作用，水流、 泥沙、河床边界基本适应
♥ 长期：河床一般无明显的单向冲淤变形 ♥ 短期：来水来沙随时间变化⇒河床变形，周期性冲
淤变化，一个时期表现为淤积，另一个时期为冲刷 ♥ 河床演变：往复性的冲淤，平面摆动
衡，这些因素难以人工控制 ♥ 后者决定着河床条件，可以进行人工改变，也是我们进
行航道整治的依据
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河流动力学
7.1 河床演变的基本概念
影响河床演变的主要因素
对于平原河流
♥ 来水来沙条件起主导作用 ♥ 来水来沙量及其过程起主导作用 ♥ 取决于流域的产水产沙条件
河床演变
（3）山区分汊河流的江心洲和心滩位置比较固定，常以两汊居多，二平原地 区中下游河段经常可见多股分汊。 （4）山区河流河床卵石运动在时间分布上具有明显不连续性。同时，卵石的 输沙率有很大波动。由于山区水流湍急，紊动强度大，床面卵石的排列、 结构、粗化层的形成和破坏以及卵石的补给都会深刻地影响卵石运动。 （5）由于山区河流沿程有不少溪沟入汇，在沟口发育形成冲积扇，其伸入干 流部分称为溪口滩，既影响河床演变又影响航运。被分割的冲积扇以及新 形成冲积扇的向外伸展，常会挤压流路，影响泥沙运动，产生新的成型淤 积体。
三、平原河流的河床演变
1、平原河流主要特征
（1）水文泥沙特性
① ② 平原地区坡度平缓，土壤疏松，降雨够径流系数小，因而汇流时间长。 由于平原河流集水面积大，流域降雨分配不均，支流入汇时间有先有后，故洪水通
常没有猛涨猛落现象，洪水持续时间相对较长，流量变化与水位变幅较小。 ③ ④ 流态相对平稳，没有明显的跌水、泡水、急漩、横流等险恶流态。 悬移质以沙、粉沙、粘土为主。悬沙中床沙质与床面泥沙不断交换且呈饱和状态。
2、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。 （1）水流夹带泥沙，水流与河床的相互作用是通过泥 沙交换来进行的。 （2）河床由泥沙组成，河床组成变化是通过泥沙输移 将水流中的泥沙与组成河床的泥沙相互交换来实 现，如果泥沙交换不平衡，就必然产生河床各种 类型的变形。
二、河床变形分类
（3）泥沙运动
组成山区河流河床的泥沙多为卵石、块石和基岩，而水流挟带 的多为细沙、粉沙和黏土。河床除见裸露段外，一般均覆盖有卵 石，故研究山区河流的河床演变，也就是研究卵石的冲刷、搬运 和沉积过程。
① 卵石运动的间歇性、随机性和运动速度 卵石运动有明显的间歇性，呈现出走走停停、不连续、缓慢的运 动特点，停留时间比运动时间长得多。运动与停留时间和流速大小及 床面粗糙情况有关：流速大，床面光滑，停留时间就短，反之就长。 ① 山区河流卵石运输基本规律 洪水期，除个别特殊河段外，流速普遍较大，卵石大量往下游输 移；枯水期，峡谷和深槽输移强度通常很弱，某些河段甚至完全停止 输移。反映在河谷冲淤变化上则为洪水冲谷於滩，枯水冲滩淤谷。
chap5 河床演变
（一）弯道的形态特征
1、河弯的基本要素 凹岸、凸岸、弯曲半径、弯顶、中心角、弯距、摆幅
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2、河弯的类型 单式河弯 复式河弯 自由河弯 深切河弯 强制河弯
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（二）弯道的水流特征
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1、水面横比降和超高
水面横比降
——离心加速度与重力 加速度的比值
凹岸水面超高值
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。
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
河流纵断面
沿河流中泓线的断面。Fra bibliotek中泓线：河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线。
河流比降
中泓线上单位长度内水面或河底的落差。
——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 河段水面或河底落差。 ——第 j 河段长度。
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
顶冲点
“低水上提” “高水下挫”
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4、弯道纵比降 弯道上段，水面纵比降凸岸大于凹岸； 弯道下段，情况则相反。
实测弯道纵比降沿程变化图
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5、弯道纵向流速分布
实测弯道纵向流速分布沿程变化图
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6、弯道横向流速分布
实测弯道横向流速沿水深分布图
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7、弯道的泥沙运动
实测弯道泥沙流速冲淤实验结果
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分汊
蜿蜒
河流演变学资料
（4）平原河流中悬移质以沙、粉沙、粘土为主。悬沙中床 沙质与床面泥沙不断交换且多呈饱和状态。较细颗粒的冲泻 质所占比重大；推移质多为中、细沙，以沙波形式运动。河 流输沙以悬移质为主。
（5）演变表现为往复性冲淤以及平面上的摆动。
弯曲河道的河床演变：
➢⑵非耦合：假定在同一时段内水流与泥沙相互不影响，水流方程中 无泥沙因子，实际上水流与河床随时在相互影响，只是在短时段内 影响不大而已。
水流连续方程： Q A 0 x t
水流运动方程： z U 2 U 2 1 U
x C 2 R 2g x g t
泥沙连续方程： G B Z0 0
x
t
xe
??auquugxrurunuugzz?????????????????222212234222341212212221??2212342341212222121112112112iiiiiiiiiiaagqxraraqnaagqzz???????????????????????????????该方程属于隐函数
xe
㈥输沙率的计算
➢⑴公式的选用：最好根据实测资料对比选用，系数、指数等可率定；
➢⑵全沙与非全沙：山区河流可仅考虑推移质G=Bgb 平原河流常仅考虑悬移质中的床沙质G=Bgs 或G=QS 特殊情况可考虑全沙G=B(gs＋gb)
➢⑶进口断面输沙率 ：最好有实测资料，若无可用挟沙力代替。
㈦泥沙的组成
➢⑴需要动沙和床沙的组成：主要指初始时刻； ➢⑵可分为汛期和非汛期两种粒配情况： ➢⑶可用表层床沙代替推移质 ：
㈡流量的分级
➢⑴按等时段划分。方便但难以反映流量的突涨突落。 ➢⑵按流量变幅情况划分。变幅小时段长，变幅大时段短；较符合实际. ➢⑶按等变幅流量划分。方法简单，便于计算机操作，较符合实际.
河床演变的基本规律
第三节河床演变的基本规律在河流动力学中，河床演变的研究对象，一般系针对近代冲积平原河流而言。
平原河流的河型，按其平面形式可分为四种基本类型：顺直型，蜿蜒型，分汊型及游荡型。
不同类型的河段，其形态特点与演变规律不同。
一、顺直型河段这种河型的特点是：河身较顺直；犬牙交错状边滩分布于河道两侧，并在洪水期向下游缓缓移动；深槽与边滩相对；上、下深槽之间存在沙脊，在通航河段称之为浅滩，浅滩洪水淤积，枯水冲刷，深槽则相反，洪水冲刷，枯水淤积（图5-15）。
图5-15 顺直型河道（第聶伯河）二、蜿蜒型河段蜿蜒型河段是冲积平原河流中最常见的一种河型，在我国分布甚广，如“九曲回肠”的长江下荆江河段(图5-16)、渭河下游(图5-17)和汉江下游河段等，都是典型的蜿蜒型河段。
图5-16 下荆江蜿蜒型河段图5-17 渭河下游蜿蜒型河段蜿蜒型河段的平面形态，由一系列正反相间的弯道和介乎其间的过渡段连接而成。
图5-18为一弯曲河段示意图。
图中弯曲部分称为弯道段，上下两弯道段间的连接段称为过渡段。
岸线凹进一侧的河岸称为凹岸，凸出一侧的河岸称为凸岸。
弯道段靠凹岸一侧为深槽，凸出一侧为边滩。
过渡段中部河床隆起，在通航河道常因碍航而被称为浅滩。
蜿蜒型河段的河床纵剖面形态呈上下起伏状态，深槽处水深最大，浅滩处水深最小。
蜿蜒型河段的横向变形，主要表现为凹岸冲刷崩退和凸岸淤积增长。
由图5-19可见，凹岸迎流顶冲，河岸因冲刷而崩坍后退，凸岸边滩则因淤积而不断淤高长大。
天然实测资料表明，蜿蜒型河段在横向变化过程中，不仅横断面形态相似，而且冲淤的横断面面积也接近相等，如图5-20 所示。
图5-18 蜿蜒型河段的平面及剖面形态图5-19 蜿蜒型河段凹岸冲刷和凸岸淤长现象图5-20 下荆江来家铺弯顶断面冲淤变化图蜿蜒型河段的纵向变形，弯道段洪水期冲刷，枯水期淤积；过渡段则相反，洪水期淤积，枯水期冲刷。
但在一个水文年内，冲淤变化基本平衡。
蜿蜒型河段从整体看处在不断演变之中。
平原冲积河流一般特性河床演变分类和影响因素
平原冲积河流一般特性河床演变分类和影响因素1.河道水流平缓：由于河道的地势平坦，水流缓慢，不会产生急流、瀑布等现象。
河流的流速较慢，因此河床维持在一个相对稳定的状态。
2.河床宽阔：平原冲积河流河床相对较宽，主要是由于河流的冲刷能力相对较弱，在运送沉积物时会形成较为宽阔的河床。
3.河流泥沙含量高：由于河流经过的地区通常具有较为丰富的泥沙，因此平原冲积河流的水体中泥沙含量较高。
4.河谷浅平：由于河流经过的平原地带特点以及河流的冲刷和沉积作用，使得河谷地形相对浅平。
河床演变是指河流河床形态、尺寸、材料组成以及流态等特征随着时间的推移而发生变化的过程。
河床演变主要包括泥沙冲淤、河道侵蚀和河床稳定三个方面。
根据河道的演变特点，可以将河床演变分为以下几类：1.泥沙冲淤演变：平原冲积河流的冲淤现象较为明显，河床会不断沉积泥沙，造成河道升高，并且沉积的泥沙有时会形成河滩。
2.侵蚀演变：受到外部因素的影响，如人类活动和自然过程等，平原冲积河流有时也会发生侵蚀作用，导致河道深化，河床的下切。
3.稳定演变：河床在一定的时间范围内保持相对稳定的状态，没有明显的冲刷或沉积作用。
平原冲积河流的河床演变受多种因素的影响，包括水动力条件、泥沙供应和沉积物的运移等。
其中水动力条件包括水流的流速、流向、流量等，它们直接影响河流的冲刷和沉积作用。
泥沙供应是指来自河流流域的泥沙输入，它决定了河流的冲刷和沉积效果。
沉积物的运移包括泥沙的悬移、质沉积和悬浮沉积等，它们直接影响河床的形态和尺寸。
此外，人类活动也是影响平原冲积河流河床演变的重要因素。
例如，河岸开垦、河道改道、水库建设等人类活动对河道的冲刷和沉积产生了重要影响。
此外，气候变化也会间接影响河道演变，如降水量的变化、水文季节的变化等。
总之，平原冲积河流具有一定的一般特性，其河床演变的分类和影响因素涉及到水动力条件、泥沙供应、沉积物的运移、人类活动以及气候变化等多个方面。
这些特性和影响因素的研究对于了解和预测河流的演变规律具有重要意义。