河道演变规律(课堂PPT)
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博导第5讲-顺直型河道的演变规律_图文_图文
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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；
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；
优选黄河下游河道的变迁ppt(共29张PPT)
（一）新石器时代------战国以前（公 元前四世纪以前）
• 黄河未筑堤防，平原地区的河道无约束，漫流改徙无定。影响华北平原地区人类生活。
• 《禹贡》、《山海经》（北山经）所记大河下游河道在河北平原偏西，沿太行山东麓北流，至今河 北深县别流为二支。
• （1）《山经》所载大河继续北流至雄县西南，与永定河冲积扇南缘相会，折东经霸县，天津以南 入海，；
• 二股河，熙宁十年（1077）河决澶州曹村，北流绝， 河南徙，东汇于渠山泊，分为二股，一股夺南清河合 淮入海，另一股由北清河（济水）入海。
改道频繁
（五）金、元至明代嘉靖、万历年间 （1128--16世纪中叶）
• 南宋建炎二年（1128），宋东京留守杜充 为阻挡金兵南下，于滑州（今河南滑县西 南）扒开黄河，使河水东南流，汇泗入淮 河。从此，黄河东流脱离春秋战国以来流 经山东丘陵以北地区入渤海的趋势，不再 经过河北平原。在此后700余年中，以东南 夺淮入海为常。这是黄河变迁历史上划时 代的重大改道。
总体概述
• 黄河自远古以来即为多泥沙的河流，但是在漫长的 人类历史时期，黄河的含沙量并不总是呈上升趋势 ，而是随着中游黄土高原地带的水土流失情况的变 化而变化，这一变化往往与气候，降水和人类经营 方式有联系。使下游河道的决溢，改道时缓时剧。 这又与下游河道的防治有密切关系。总的情况是宋 金以后，决溢改道加剧，据粗略统计，鉴于本世纪 50年代以前历史记载的决口泛滥1500余次，较大的 改道有二，三十次，对中国黄淮海平原的地理环境 和社会经济造成巨大的影响。
（五）金、元至明代嘉靖、万历年间
（1128--16世纪中叶）
• 本期变迁特点归为三点：
• （1）决口地点由下游河段逐渐移向上游河段。 黄淮平原几条近乎平行的东南向河流其水源皆来自黄河，皆是黄河岔流。
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。
河流的水文特征和水系特征(66张)ppt课件
土壤
区域自然环境
空间定位
编辑版pppt
24
描述松花江的水文特征，并分析其成因
松花江由于纬度位置较高，冬季长、气温低，所以 结冰期较长；
春季由积雪融水补给出现的春汛夏季由雨水补给出 现的夏汛，有两个汛期； 流经地区林木比较茂密，所以含沙量比较小； 由于补给较充足，汇入支流也较多，所以流量较大。
编辑版pppt
节变化，夏汛。
含沙量
结冰期 —有结冰期
其他：流速、水能状况等
水系 河流的长度、密度、弯曲度、 特征 性质等
图中信息：西北地区 设问要求：河流特征及成因
—河流短小、稀疏， 多季节性河流
编辑版pppt
20
水系 ①多内流河和时
深居内陆；降水量
河
特征 令河，河流短小
少，蒸发量大；
流
特
征
②（流量小）流量季 水文
A、沉积盆地
B、褶皱山地
C、冲积平原
D、块状山地
编辑版pppt
16
图中所示河流 径流量的 基本特征？
流量小；季节变化大；汛期在夏季
编辑版pppt
17
二、河流水文特征
水文特征要素 描述特征
影响因素
流量（水量） 大或小
流域面积、降水量或干湿区
结冰期
有或无及长短
气温
汛期
出现的时间 气候类型、河流的补给类型
25
图中等高线的等高距为1000米。读图，简述M河的 水文特征。（8分）
M河的水文特征主要是：水
量丰富，落差大，多峡谷，
水能丰富。
M
编辑版pppt
26
布拉马普特拉河上游在我国境内的名称是——， 该河段的主要特征是什么?
河床演变学-第二章39页PPT
✓上游河势的变化势必引起下游主流线的变化。 ✓河道平面形态河道规则平顺，则主流线位置变化就不大。 ✓H、J、n沿横断面分布变化，流速必随之变化，从而影响主流线 位置。
第二节 弯道水流运动特性
一．弯道纵向水流
4. 纵向比降J 弯道凹岸水面为上凸曲线，凸岸水面为下凹曲线
弯道上段 弯道下段
凹岸
凸岸
J凹<J凸
第二节 弯道水流运动特性
二、 弯道环流
水面横比降与超高
1、通过外力平衡方程求解横比降Jy 取长、宽各为1单位的水柱分析
水柱沿横向受力为
✓水压力
✓离心力
P1
1 2
rh 2
P2
1 2
r(h
Jr
)2
Fma112(424h24Jy43)
V2
{ R
质量
离心加速度
✓摩阻力 因水柱底面积很小而忽略不计
第二节 弯道水流运动特性
二、 弯道环流
水面横比降与超高
y方向的力平衡方程为
P 1P2FT0
即 12rh212r(hJydz)212(2hJydz)dzrgVR2
1
1
V2
2r(2hJydz)Jydz2r(2hJydz)
dz0 gR
J
y
V 2 gR
第二节 弯道水流运动特性
二、 弯道环流
水面横比降与超高
2、超高——左右岸的最大水位差
第一节 弯曲河流形态特征
三、弯道河相关系
弯道段中心线曲率半径和中心角是两个重要 因素，分析下荆江资料的两者关系式为
R
330Qm0.726
1.5
Q m —多年平均最大流量 m 3 / s
弯道中心角越大，弯道曲率半径越小，河流越弯曲。
第二节 弯道水流运动特性
一．弯道纵向水流
4. 纵向比降J 弯道凹岸水面为上凸曲线，凸岸水面为下凹曲线
弯道上段 弯道下段
凹岸
凸岸
J凹<J凸
第二节 弯道水流运动特性
二、 弯道环流
水面横比降与超高
1、通过外力平衡方程求解横比降Jy 取长、宽各为1单位的水柱分析
水柱沿横向受力为
✓水压力
✓离心力
P1
1 2
rh 2
P2
1 2
r(h
Jr
)2
Fma112(424h24Jy43)
V2
{ R
质量
离心加速度
✓摩阻力 因水柱底面积很小而忽略不计
第二节 弯道水流运动特性
二、 弯道环流
水面横比降与超高
y方向的力平衡方程为
P 1P2FT0
即 12rh212r(hJydz)212(2hJydz)dzrgVR2
1
1
V2
2r(2hJydz)Jydz2r(2hJydz)
dz0 gR
J
y
V 2 gR
第二节 弯道水流运动特性
二、 弯道环流
水面横比降与超高
2、超高——左右岸的最大水位差
第一节 弯曲河流形态特征
三、弯道河相关系
弯道段中心线曲率半径和中心角是两个重要 因素，分析下荆江资料的两者关系式为
R
330Qm0.726
1.5
Q m —多年平均最大流量 m 3 / s
弯道中心角越大，弯道曲率半径越小，河流越弯曲。
43河流地貌的发育PPT课件
( C)
被河流搬运的物质，在河流运能力弱 的情况下，会沉积下来，形成沉积地貌。
冲积平原是典型的地貌类型，由洪 积—冲积平原，河漫滩平原和三角洲平 原组成。
洪积——冲积平 原发育于山前
河漫滩平原发育 于河流中下游
三角洲平原形成 于河流入海口
河流堆积地貌示意
B
冲(洪)积扇
冲（洪）积扇 发育于山前
地势趋于平缓、河道变得开阔
下列剖面图表示河流的哪个发育阶段， 分别以哪种侵蚀作用为主？
初期
下蚀 溯源侵蚀
中期
下蚀减弱， 侧蚀增强
成熟期
侧蚀
问题探究：长江不同河段河谷形态的差异
沱沱 河
通天 河 玉树
金
沙 江
江 川
宜宾
武汉
荆
枝城 江 长
洞庭湖 城陵矶
扬子江 扬州 镇江
南京
江
鄱阳湖
你认为下列三个河段河床的横断面应分别与 甲,乙,丙哪幅河流的横断面图相对应？
流水侵蚀地貌
流水堆积地貌
▪ 发育初期
河流落差大，流速快， 能量集中。
向下侵蚀 向源头侵蚀
河谷加深 横剖面成 V 型
河谷延长 （河谷深而窄）
AB 向河谷两岸侵蚀
▪ 发育中期
河流落差变小
A凹岸侵蚀 B凸岸堆积
连续的河湾
河谷展宽
难点突破：凹岸侵蚀 凸岸堆积
判断河流凹凸岸
a处河流
凸岸
以侵蚀
b
为主，
选择B
在山区河谷中，为防御 洪水，聚落一般位于冲 积平原向山坡过渡地带， 即高于洪水位的地方。
要注意避开滑坡、 崩塌、泥石流等 地质灾害，以及 洪水的侵害
平原
选择A
河道演变规律课件
1）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；
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
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
河床演变基本原理 平原冲积河流一般特性、河床演变分类和影响因素 PPT
分汊型或交替消长型主要特点： 分汊型或交替消长型
中水河槽分汊，一般为双汊，也有多汊的. 形态特征 各汊周期性地交替消长。 演变特征
23
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点 散乱型或游荡型主要特点：
散乱型或游荡型
沙滩密布，汊道纵横； 变化迅速，出没无常。
形态特征 演变特征
24
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
21
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
弯曲型或蜿蜒型主要特点：
弯曲型或蜿蜒型
形态特征 中水河槽具有弯曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依附凸岸； 演变特征 自由弯道： 凹岸冲蚀，凸岸淤长；
河身在无约束条件下向下游蜿蜒蛇行； 约束弯道： 平面形态基本保持不变。
22
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
图8-1
3
8.1 平原河流的一般特性 8.1.1 河床形态
①、平原河流的河谷 通常所说的河槽指中水河槽，中水河槽比较宽浅，枯水期 常用边滩、心滩出露，断面宽深比一般在100以上。
图8-1
4
8.1.1 河床形态 ②、 平面形态 有顺直、弯曲、分汊、散乱四种典型平面形态。
5
8.1.1 河床形态 ③、 横断面形态 顺直河段过渡段多为抛物线形，弯曲河段多为不对称三角 形，分汊河段中则为马鞍形（W形），游荡型河段则为多 汊形（宽浅不规则形）。
顺直型或边滩平移型
弯曲型或蜿蜒型
边滩呈犬牙交错分布在河道两岸
边滩依附凸岸
25
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
分汊型或交替消长型 散乱型或游荡型
江心洲、心滩稳定、成型
中水河槽分汊，一般为双汊，也有多汊的. 形态特征 各汊周期性地交替消长。 演变特征
23
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点 散乱型或游荡型主要特点：
散乱型或游荡型
沙滩密布，汊道纵横； 变化迅速，出没无常。
形态特征 演变特征
24
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
21
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
弯曲型或蜿蜒型主要特点：
弯曲型或蜿蜒型
形态特征 中水河槽具有弯曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依附凸岸； 演变特征 自由弯道： 凹岸冲蚀，凸岸淤长；
河身在无约束条件下向下游蜿蜒蛇行； 约束弯道： 平面形态基本保持不变。
22
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
图8-1
3
8.1 平原河流的一般特性 8.1.1 河床形态
①、平原河流的河谷 通常所说的河槽指中水河槽，中水河槽比较宽浅，枯水期 常用边滩、心滩出露，断面宽深比一般在100以上。
图8-1
4
8.1.1 河床形态 ②、 平面形态 有顺直、弯曲、分汊、散乱四种典型平面形态。
5
8.1.1 河床形态 ③、 横断面形态 顺直河段过渡段多为抛物线形，弯曲河段多为不对称三角 形，分汊河段中则为马鞍形（W形），游荡型河段则为多 汊形（宽浅不规则形）。
顺直型或边滩平移型
弯曲型或蜿蜒型
边滩呈犬牙交错分布在河道两岸
边滩依附凸岸
25
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
分汊型或交替消长型 散乱型或游荡型
江心洲、心滩稳定、成型
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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
河道演变规律
1Байду номын сангаас
河床演变的基本原理
2
3
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
化将较急剧，河床将不稳定 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
17
18
河相关系
19
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
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
9
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
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
11
对水道地形观测资料的整理分析
河道平面变化
12
对水道地形观测资料的整理分析
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
20
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
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
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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
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
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14
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；
变形进行理论计算 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）
10
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
6
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
7
河床演变的分析方法
8
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)
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
4
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。
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
5
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
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
河道演变规律
1Байду номын сангаас
河床演变的基本原理
2
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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
化将较急剧，河床将不稳定 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
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河相关系
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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
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
9
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
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
11
对水道地形观测资料的整理分析
河道平面变化
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对水道地形观测资料的整理分析
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
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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
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
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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
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
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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；
变形进行理论计算 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）
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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
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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
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河床演变的分析方法
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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)
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
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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。
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
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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