河道演变规律.
黄河河道的宽度变化趋势
黄河河道的宽度变化趋势
黄河河道的宽度变化趋势是多变的，受到多种因素的影响。
在长期的演变过程中，黄河的河道宽度会发生一定的变化，主要包括以下几个方面的影响：
1. 河道自然变化：黄河作为中国最大的黄土河流，其宽度在地质历史中会随着地质构造运动、泥沙淤积和岩层侵蚀而发生变化。
例如，地壳运动可能导致河道收缩或扩张，而泥沙的堆积和侵蚀则会改变河道的宽度。
2. 人类工程活动：人类对黄河进行的一系列工程活动，如修建河道护堤、水利工程建设和黄河改道等，会直接或间接地影响黄河河道的宽度。
修建护堤会限制黄河的河道宽度，而水利工程的建设和黄河改道则可能改变河道的走向和宽度。
3. 河道的水流速度：黄河河道的水流速度决定了泥沙的运输能力，而泥沙的运输能力又会影响河道的宽度。
当水流速度减慢时，泥沙会沉淀在河床上，导致河道变窄；而当水流速度加快时，泥沙会被冲刷走，河道则可能变宽。
总体来说，黄河的河道宽度变化趋势是一个动态的过程，受到自然条件和人类活动的综合影响。
只有综合考虑这些因素，才能全面了解黄河河道宽度的变化规律。
博导第5讲-顺直型河道的演变规律_图文_图文
第一节 河段特性
（1）几何形态
①平面形态：河身比较顺直 犬牙交错边滩和深槽
上下深槽之间的过渡段---浅滩 存在---反向弯道之间的过渡段, 或者不同河道类 型之间
②判断指标：曲折
系数 ≤1.15
③順直型河段的水力几何关系
边滩的宽度和长度
b=0.57B
交错的边滩向下移动可看成是推移质运行的 一种体现形式。
边滩头部：流速及推移质输沙率大于滩尾
边滩头部冲刷后退，尾部淤积下延 整个边滩向下游移动
相应的深槽首部淤积，尾部冲刷，向下游移动
结论：顺直型河段的演变是通过推移质的运行 使边滩、深槽及浅滩作为一个整体下移。
流量对演变的影响： 枯水期 浅滩冲刷，深槽淤积
洪水期 浅滩淤积，深槽冲刷 ②从河岸土质分析：
河床演变还可能呈现周期性展宽现象。
（2）形成条件
①对于较长河段，两岸地质条件好，抗冲性较强； eg. 基岩、粘土层等，横向发展受到限制。
②对于蜿蜒形河段的长过渡段，两岸抗冲性很强， 河道弯曲受到限制。
注意：对于犬牙交错形成机理，目前没有比较一致 的认识。 罗辛斯基和库兹明：把 边滩看成一种巨型沙波 ，用沙波的稳定性及其运行机制来解释。 此假说初步被到下游递减
深槽：上游到中部递减 中部到下游递增
④水流动力主线
随着流量变化，位置也相应变化： 小水傍岸/低水走弯 大水居中/大水走滩
（3）输沙特性
①泥沙运动
横向输沙较弱，深槽冲刷泥沙一般无法 到达相应边滩
推移质输沙率：
边滩 ≥ 深槽 边滩中部 ≥ 滩头和滩尾 深槽中部≤深槽头部和尾部
边滩断面深泓点较深； 过渡断面深泓点较浅；
博导第8讲游荡型河道的演变规律
8.3 输沙特性
同一流量，多来多排，少来少排
输沙能力变化较大 河床变形较快
高含沙量 流量和含沙量的相关关系较小
河口三角洲逐年延伸
8.4 演变规律
年内冲淤规律
汛期，淤滩刷槽 ---大水出好河 非汛期，淤槽刷滩
平面变化
河床稳定性较差 滩槽差别较小 汊道较多 上游水流变化较大
8.4 演变规律
河槽摆动幅度较大: 140~6000m /day 原因：
8.4 演变规律
减少沙量，水土保持（工程措施、生物措施） 修建水库、调节水沙 控制河势（护岸、护滩、堤防工程）
流量 （m3/s） 5000 7000 9000 11000 15000
长江汉口河段流量与比降关系 流量 流量 比降 比降 3 （m /s） （m3/s） 0.72 19000 0.216 51000 0.404 25000 0.192 59000 0.326 31000 0.178 65000 0.284 35000 0.164 75000 0.24 43000 0.140
小浪底水利枢纽
三门峡水利枢纽位于河南省西部的黄河干流上 ，控制流域面积68.8万km2，占黄河总流域面积的 91.5%；控制黄河来水量的89%，来沙量的98%。枢 纽工程于1957年4月开工，1961年4月基本建成投入 运用，是新中国在黄河干流上兴建的第一座以防汛 为主，兼顾防凌、灌溉、供水、发电等任务的大型 水利枢纽工程，被誉为“万里黄河第一坝”。
上节回顾பைடு நூலகம்
分汊型河段演变规律
分汊型河段演变规律关键字：分汊型河道江心洲主汊分汊1.介绍与分类分汊型河段是平原冲积河流中常见的一种河流，也被成为辫状河流或相对稳定性分汊型。
我国各流域都有这种河型。
由于水流和泥沙分股输送，这样的水沙状况往往是很难稳定的，容易引起汊道的变化，从而造成严重的后果。
其中从江心洲型到网状河流其稳定性逐渐增强1.1江心洲江心洲的形成一般有三种类型：一是泥沙落淤形成心滩，二是边滩切割分离出心滩，三是因水面开阔，入汇顶托等原因河势变缓而落淤的沙滩被多条汊道切割形成多个江心洲。
1.2分类分汊河段按其平面形态不同可以分为顺直型分汊，微弯型分汊和鹅头型分汊三种。
分类标准为弯曲系数，其中顺直型分汊弯曲系数在1.0到1.2之间，汊道基本对称，微弯型分汊在1.2到1.5之间，鹅头型分汊的弯曲系数则超过1.5。
一般来说鹅头型分汊这种弯曲系数很大的河道江心洲往往有俩个或俩个以上，弯道的出口和直道的出口交角很大。
就单个的分汊河段来说，其平面形态是上端放宽，下端收缩而中间最宽。
中间段可能是俩汊，也可以是多汊，各汊之间为江心洲。
自分流点到江心洲头为分流区，洲尾到汇流点为汇流区，中间则为分汊段。
较长的河段期间常出现几个分汊段，呈单一段与分汊段相间的平面形态，因单一段比较窄，分汊段比较宽，常形象的称其为藕节状外形。
2. 剖面分汊型河段的横断面在分流区和汇流区都呈现中间凸起的马鞍形，分汊段则为江心洲分割的复式断面。
分汊型河段的纵剖面从宏观上看，呈现俩端低中间高的形态，而几个连续相间的单一段和分汊段则呈现起伏相间的形态。
从局部看，分流区到汊道入口，从分流点开始，俩侧的深泓线先为逆坡而后转为顺坡，为马鞍状。
俩汊一高一低，高的为支汊，低的为主汊，支汊的逆坡恒陡于主汊。
水下地形也是支汊恒高于主汊。
汊道的出口到汇流区，俩侧的深泓线顺坡下降，支汊一侧的纵坡陡于主汊的。
就支汊进出口俩个陡坡而言，出口的顺坡往往更陡于进口的逆坡。
3.水流特性分汊河段水流运动最显著的特征是具有分流区和汇流区。
河道演变规律课件
THANKS
感
例如：在流域水资源规划中，结合河道演变 规律分析，可以预测未来水文情势变化，制 定出更加科学合理的水资源开发方案，实现
水资源的可持续利用。
水利工程设计与建设
河道演变规律在水利工程设计与建设中具有重要的作 用。水利工程如水库、堤防、航道整治等都需要考虑 河流的演变规律，以制定针对性的工程措施。
例如：在航道整治工程中，通过分析河床演变规律， 可以确定合理的航道断面形状和尺寸，制定出更加符 合水流动力条件的航道设计。
河道演变现状
当前，全球气候变化和人类活动对河道演变的影响日益显著。 许多河流面临着洪水频发、河床淤积、水质污染等问题。因 此，加强河道演变规律的研究和监测，对于保护生态环境、 保障人类安全具有重要意义。
02
河道演的基本程
河床的冲刷与侵 蚀
河床冲刷
河水在流动过程中会对河床产生 冲击，造成河床的冲刷，使河床 的底部变得更为平滑，同时也会 使河床的深度增加。
河道演件
• 河道演概述
01
河道演概述
河道演变定义及原因
河道演变定义
河道演变是指河流在自然因素和人类活动影响下，河床、河岸、河床地貌等要 素发生变形和调整的过程。
河道演变原因
河道演变的主要原因是水流与河床之间的相互作用，包括水流冲刷、搬运、沉 积等过程。此外，气候、地质、地貌、水文等因素也会影响河道演变。
06
典型案例分析
美国科罗拉多河的河道演变及应对措施
河道演变
由于科罗拉多河含沙量大，流速快，河床变 化大，历史上已经多次改道。近年来，由于 气候变化和人类活动，河流侵蚀加剧，河岸 崩塌严重，河道变化更加频繁。
应对措施
美国政府采取了多种措施来应对科罗拉多河 的河道演变，包括修建堤防、加固河岸、疏 浚河道等。此外，还通过实施水资源管理计 划，减少河流的侵蚀和改变河流的流向，以 保护河流生态环境。
河道演变规律课件
2）分别计算各断面历次实测控制基准面以下的断 面面积；
3）计算各断面相邻两个测次的断面面积之差，再 根据上下相邻两个断面的间距，计算其间的冲淤 量；
4）根据计算所得冲淤量，绘制沿程冲淤变化图。
河道演变规律
第六章 河道演变规律
§6-2 河道演变的分析方法
河流动力学
第6章河道演变规律河道演变规律
第六章 河道演变规律
主要内容
• 河床演变的基本原理及分析方法 • 河相关系及其理论 • 蜿蜒型河道的演变规律 • 分汊型河道的演变规律 • 游荡型河道的演变规律
河道演变规律
第六章 河道演变规律
§6-1 河道演变的基本原理
演变基本概念
§6-1 河道演变的基本原理
适应的某种均衡的河床形态，在这种均衡状态的
有关因子（如水深、河宽、比降等）和表达来水 来沙条件（如流量、含沙量、泥沙粒径等）及河 床地质条件的特征物理量之间，常存在某种函数 关系，这种函数关系称为河相关系或均衡关系。
河道演变规律
第六章 河道演变规律
§6-3 河相关系与造床流量
一、均衡状态
（1）均衡状态
§6-2 河道演变的分析方法
• 1、实测资料分析；河演分析 • 2、理论分析：运用泥沙运动基本理论及河床演变
基本原理； • 3、模型试验研究；河工模型或物理模型 • 4、类比分析； • 5、数学模型计算； • 6、新技术的运用；
河道演变规律
第六章 河道演变规律
§6-2 河道演变的分析方法
实测资料分析
• 根本原因：输沙不平衡河道演变规律
第六章 河道演变规律
§6-1 河道演变的基本原理和分析方法
河流冲刷地貌的演变规律
河流冲刷地貌的演变规律河流是自然界中最常见的地貌，其形成与河流冲刷地貌的演变密切相关。
河流的冲刷地貌是指河流在长期的冲刷侵蚀作用下，形成的具有一定规律的地形地貌。
河流冲刷地貌的演变规律主要包括下切、深削、侵蚀和沉积等四个阶段。
首先是下切阶段。
当河流开始形成时，河道处于上升期，河水不断向下切削地表，使得河道逐渐加深。
河床的下切作用导致河道两侧的支撑地层逐渐失去支撑，使得河岸坍塌，形成峡谷或峡谷沟地貌。
此时的河流流速较快，河水呈现溶蚀或冲刷状，对岩石和土壤的物理侵蚀较为明显。
接下来是深削阶段。
当河床下切至一定程度后，河流速度逐渐减缓，开始进行深削作用。
河流在流经地貌不均匀的区域时，会形成Whirlpool现象，即漩涡，使得河道局部地带的冲刷作用加强，形成深槽或深槽沟地貌。
此阶段的河水侵蚀能力较强，易对地层进行侵蚀并产生抛光现象。
而后是侵蚀阶段。
这个阶段是河流冲刷地貌演变中的高峰阶段。
在此阶段，河流沿着自己侵蚀的方向不断推进，形成V型河谷和悬谷地貌。
河流的冲刷作用不断侵蚀河道两侧的地层，使得河谷不断变宽，河道越来越深。
在侵蚀阶段，河水的冲刷能力达到顶峰，可对岩石进行化学侵蚀和物理侵蚀，形成多种侵蚀地貌，如瀑布、峭壁等。
最后是沉积阶段。
当河床下切作用减弱时，河流开始进入沉积阶段。
这个阶段是河流演变的最后阶段，也是河流与地貌的动态平衡阶段。
由于冲刷能力减弱，河流无法将所有的冲刷物质带走，开始进行沉积作用，使得河床逐渐增高。
同时，由于流速减缓，河水开始漫过河床，形成洪泛平原。
此时的河流已经发展成为一条较为平缓的河流，周围的地形地貌也相对稳定。
总的来说，河流冲刷地貌的演变规律是一个连续而复杂的过程。
河流通过下切、深削、侵蚀和沉积等阶段，不断改变着地貌的形态和特征。
河流的冲刷地貌演变不仅是自然界中的一种自然现象，也对人类的生产生活产生了重要的影响。
因此，了解和研究河流冲刷地貌的演变规律对于人类合理利用和保护河流资源，具有重要的理论和实践意义。
河道历史演变概况
1河道历史演变概况嘉陵江是长江上游左岸的一条主要支流，发源于陕西风县东北的秦岭山脉，经阳平关流入四川。
经南充、武胜至合川，在重庆朝天门汇入长江，全长1119km，落差2300m，平均比降为2.05‰，流域面积159800km2，占长江流域的9%。
嘉陵江为长江右岸较大的支流，为典型的山区河流，其河岸组成较为坚硬，河床变形主要以推移质运动为主，悬移质几乎不参加造床。
河床年际间变化不大，年内冲淤演变较为明显，浅滩演变遵循“洪淤枯冲”的规律，深槽表现为“洪冲枯淤”。
山区河流典型的特征是水流急、流量变幅大，使得河床受到较大的水流作用力，上游来沙不易在河床中淤落，一般是通过河床断面向下游输送。
山区河流在构造初期河床一般表现为不同程度的下切，直至冲淤基本平衡。
总的看来，工程河段河型河势较为稳定，冲淤变化基本平衡。
2河道近期演变分析工程河段属于嘉陵江下游河段，河床组成大多为基岩，并夹有少量卵石，河床组成较为坚硬，水流对其侵蚀作用比较缓慢，对河床的演变起着一定的制约作用，所以多年来河床相对稳定。
工程河段河床覆盖层主要是沙卵石，冲淤变化以悬移质为主，一般汛期6～9月是悬移质集中淤积的时段，主要淤积部位在工程上游弯道的凸岸边滩、下游左岸积坝、宽阔河段的缓流区；汛后10月开始走沙，随着水位的消落，水流归槽，淤积泥沙逐渐被冲刷，年际间冲淤相对平衡，基本无累积性变化。
从实地勘踏以及地质钻孔资料来看，工程河段河床、河岸组成大多为基岩，并夹有少量卵石，河床组成较为坚硬，因而河道深泓平面摆动及纵向下切都受到了较大的制约。
由该段河道的河势、水势分析可知，嘉陵江河道比降较大，洪水期主流流速较大，泥沙难于在深槽内大量淤积，淤积部位主要还是在凸岸边滩或者回流区内。
近年来河道深泓线平面及纵向变化较小，基本保持稳定。
实地勘踏表明，河道深泓线以及主流线基本在河心靠近凹岸(右岸)一侧。
由于曲率半径较小，洪水期水流在此形成大片回流区，泥沙容易落淤，另外弯道环流的影响，也使大量的泥沙在凸岸边滩堆积。
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河床演变是输沙不平衡的直接后果
如果进入这一区域的沙量大于该区域水流所 能输送的沙量，河床将淤积拾高；相反，如 果进入这一区域的沙量小于该区域水流所能 输送的沙量时，河床将冲刷降低
若进一步追溯输沙不平衡的根本原因，可 区分为两种不同的情况，
起因于动床水沙两相流的内在矛盾
外部条件的不恒定性造成
当河床由不易冲刷的土质组成时，河床演变的 过程将较缓慢，河床将比较稳定
如果河床的地质组成极为复杂，则河床演变的 过程也将很复杂
河相关系
定义
能够自由发展的冲积平原河流的河床，在水流的 长期作用下，有可能形成与所在河段具体条件相 适应的某种均衡的河床形态，亦这种均衡和表达 来水来沙条件(如流量、含沙量、泥沙粒径等)及河 床地质条件(在冲积平原河流中其本身的部分甚至 整体往往又是来水来沙条件的函数）的特征物理 量之间，常存在某种函数关系，这种函数关系称 为河相关系或均衡关系
若需要进一步分析河床演变的细节，则需仔细分析水 沙过程的年内变化情况，特别是研究浅滩河段年内冲 淤变化规律时，涨水和退水时间的长短、沙峰和洪峰 孰先孰后、洪峰与沙峰的峰型及峰量等，往往关系到 浅滩河段年内冲淤变化及碍航情况
对水道地形观测资料的整理分析
河道平面变化
对水道地形观测资料的整理分析
当河道上设有多处水文站，并有历年实测悬移质 输沙率资料时，可以根据输沙平衡原理，计算某 时段内上、下水文站输沙量之差，据此可判断该 时段内河床的冲淤变化及其冲淤量
当河段内有若干次实测大断面成果时，则 可进行河道断面的冲淤计算，具体做法是：
每个断面选择一个定常的比较高的控制高程 作为断面冲淤计算的基准面；
值得注意的是，水沙两相流动床的平直状态是不稳定的， 施加一个小的扰动波之后就会转变成为波动状态，并在相 当大的范围内，有能力将这种波动状态保持下去，这是由 水沙两相流的内在矛盾决定的，它反映了输沙不平衡的绝 对性，从而也反映了河床演变的绝对性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
使河流经常处于输沙不平衡状态的另一重要原因 是，河流的进出口条件经常处于发展变化过程之 中
运用河流模拟的基本理论，对河床演变进行预测
对条件相类似的河段进行类比分析（在所研究的河段 资料不完备的条件下采用）
天然河道实测资料分析
河段来水来沙资料分析
根据多年平均流量、多年平均输沙量资料，确定要分 折的年份属什么类型的典型年，
若为丰水枯沙年．则有利于河道冲刷；若为枯水丰沙年，则有利于淤 积；若为中水中沙年，河道可能会处于冲淤平衡状态。进一步划分又 可分为丰水丰沙年、丰水中沙年、中水丰沙年：、中水枯沙年、枯水 枯沙年等。不同的水沙典型，河道演变的方向、演变的幅度会有明显 著异
河道纵向演变及冲淤量估算
河段历年实测的深泓线(或河床平均高程线)绘制在 同一幅图上，通过分析对照，即可看出该河段沿 深泓线(或沿几何轴线)的纵向冲淤变化
点绘水位~流量关系图，可以间接判断河床的冲淤 情况，并据此分析河段冲淤发展趋势
根据历年水位、流量实测资料，可绘制同流量下 的水位过程线，用于分析河段年际冲淤变化
当外部条件，即进口水沙条件、出口侵蚀基点条件和河床 周界条件保持恒定，且整个河段处于输沙平衡状态时，河 段的各个部分仍可能处于输沙不平衡状态
这是由于推移质运动往往采取沙被运动形式，而在天然河流上还往往 采取成型堆积体运动形式造成的。沙波和成型堆积体的存在将原来均 匀一致的水流改造成为在近底部分的收缩段和扩张段，也就是加速区 和减速区交替出现的非均匀水流，泥沙在水流加速区发生冲刷，而在 水流减速区发生淤积，其结果使得整体上仍处于输沙平衡状态的河床 ，在局部上己处于输沙不平衡状态，同一瞬间河床高程沿流程呈波状 变化；同一空间点河床高程沿时程呈波状变化。
分别计算各断面历次实测控制基准面以下的 断面面积；
计算各断面相邻两个侧次的断面面积之差， 并根据上、下相邻两个断面的间距，计算其
间的冲淤量；
根据计算所得冲淤量，绘制沿程冲淤变化图
对河床地质资料的整理分析
河床地质条件是影响河床演变的重要团素之一
当河床由易冲刷的松散沙质组成时，河床的变 化将较急剧，河床将不稳定
由于河床形态常处在发展变化的过程之中，所谓 均衡形态并不意味着一成不变，而只是就空间和 时间的平均情况而言
存在两种河相关系，
相应于某一特征流量，如造床流量的河相关系，利 用这样的河相关系，对于某一断面，只能确定惟一 的河宽、水深及比降。这样的河相关系，适用于一 个河段的不同断面，同一河流的不同河段，甚至不 同河流。它只涉及断面的宏观形态，而不涉及其细 节。在文献中有时称之为沿程河相关系
同一断面相应于不同流量的河相关系，它能确定断 面形态随流量变化的细节，在文献中有时称之为断 面河相关系。通常所说的河相关系，常指沿程河相 关系，在用沿程河相关系确定断面的总体轮廓之后 ，再用断面河相关系确定其变化细节
进口水沙条件几乎总在变化
这主要是由气候因素，特别是降水因素在数量及地区分布上 的不稳定性造成的，由此产生的水沙量的因时变化比较显著
其它因素，如地形、土壤、植被等也存在一些缓慢的变化， 对进口水沙条件的变化也有一定的影响
出口条件
如果着眼点是前面提到的侵蚀基面，其变化是很缓慢的；
如果着眼点是水流条件的变化，如干支流的相互顶托，潮汐 破对洪水波的影响等，仍可能产生很大的变化
河床周界条件
通常是比较稳定的，但当局界发生急剧变形 之后，如周界的形态和地质组成出现急变， 也可能激发新的输沙不平衡
河床演变的分析方法
分类
按时间特征：长期变形和短期变形； 按空间特征：大范围变形和局部变形； 按形式特征：纵深向变形和横宽向变形； 按方向性特征：单向变形(单向冲刷或淤积)
和复归性变形(冲刷淤积交替进行)； 按是否受人类活动干扰：自然变形和受人
为干扰变形
影响河床演变的主要因素可概括为
河段上游来水量及其变化过程 河段上游来沙量、来沙组成及其变化过程 河段出口处的侵蚀基点高程及河床周界条件等
目前常用的几种演变分析方法
天然河道实测资料分析
运用泥沙运动基本规律及河床演变基本原理、对河床 变形进行理论计算