河床演变学-第二章
第一节 弯曲河流形态特征
第二节 弯道水流运动特性
第三节 弯曲性河流的泥沙运动 第四节 弯曲性河流的演变规律
弯曲性河流是冲积平原河流中最常见的一种河型；
著名的弯曲性河流： 我国渭河、 汉江下游
长江下荆江河段有“九曲回肠”之称
世界上河流以弯曲性河流居多（分汊性流次之，游荡型河流较少，顺直型河流 最少）。 弯曲河流是一种最稳定的河流
一、形态要素
河道具有一 定曲率部分
弯曲性河流由一系列弯道和与之相联结的直段所组成。
连接上、下 两弯道段的 直线部分
一、形态要素 曲率半径（R）-弯道中心线的半径 弯道中心角（）-弯道段自进口至出口所包含的中心角 河宽（B）-过渡段断面水面宽度 摆幅-上、下反向外包线之间的垂直距离 弯距（或河弯跨度）Lm-相邻同侧弯道顶点间的距离 曲折率，-上下两过渡段中点间河道中心线长度L与直线距离l之比
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
0.726 330Qm
1.5
Qm
—多年平均最大流量
m3 / s
弯道中心角越大，弯道曲率半径越小，河流越弯曲。
弯道水流呈三维的螺旋状向前运动，螺旋流在横断面投影为封 闭的横向环流。研究弯曲河流的水流特性，除考虑纵向水流外， 应充分重视弯道环流的作用，弯曲河流形成发展与弯道环流密 切相关。
一．弯道纵向水流
4. 纵向比降J
弯道上段 J凹<J凸 枯水期
弯道凹岸水面为上凸曲线，凸岸水面为下凹曲线
凹岸 弯道上段小于弯道下段 凸岸 弯道上段大于弯道下段
弯道下段 J凹>J凸
洪水期间 J弯>J直
J弯<J直
枯水时过渡段内浅滩阻水壅水，从而使弯道 段至过渡段比降较小，过渡段至弯道段比降 较大 洪水时，边滩阻水，进口段水位抬高，弯道 段比降增大，过渡段比降较小。
Jy dH dH dH dy d ( R R1 ) dR
dH V dR gR
2
H H 2 H1
R2
V 2
gR
R1
dR
二、 弯道环流 2、超高
H H 2 H1
R2
V 2
gR
R1
dR
若视垂线平均流速等于断面平均流速
V
B
H
V
g
2
(ln R2 ln R1 )
一．弯道纵向水流
2. 主流线随流量变化规律
“低水傍岸，高水居中”
与“低水傍岸，高水居中”相应，顶冲点位置随 产生这种现象的原因一方 面与惯性有关。 流量变化规律是“低水上提，高水下挫”，低水 时顶冲点在弯顶附近，高水时弯顶以下。
一．弯道纵向水流
3. 影响主流线位置的因素
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。
Py (h z ) U y y 代入 y z g z (1 ln )] U x V [1 CK H g V2 J y (1 C 2 K 2 ) gR
U x2 0 y z R
Py
y
y |z h 0 (边界条件) 1 z U d ( ) 0 (横向流量为零) 0 y h
三、弯道河相关系 据大量资料统计，大小不同的弯曲性河流，若不看比尺，则外形极 为相似，河弯形态与过渡河宽B之间存在一定关系。
Lm 12 B Bm 4.3B R 3B
或
Lm B 12 Bm 4.3 B R B 3
表明：只要河流发育成弯曲性河流，则其平面外 形能保持相似，而与河流大小、挟沙多寡及床沙 组成粗细等无关。
一．弯道纵向水流 1. 主流线位置
主流线与深泓线 未必重合
主流线（水流动力轴线）：沿程各断面最大垂线平均流速所在点的联线。 深泓线：指沿程各断面最大水深所在点的联线。 弯道主流线一般在弯道上游过渡段偏近凸岸， 进入弯道后逐渐向凹岸转移，至弯顶稍上部 位紧贴凹岸，主流逼近凹岸的位置叫“顶冲 点”，自顶冲点向下相当长的距离内，主流 贴近凹岸。
1 2 1 1 V 2 2 rh r (h J y dz ) (2h J y dz )dz r 2 2 2 gR 1 1 V r (2h J y dz ) J y dz r (2h J y dz ) dz 0 2 2 gR
2
即
Jy
V 2
gR
二、 弯道环流 2、超高——左右岸的最大水位差 由横比降公式积分而得
P 1 P y dxdz
P2 ( Py
Py y
dy)dxdz
F1 y dxdy
F2 ( y
y
2
F ma dxdydz
Ux R
z
dz )dxdy
横向动力平衡方程为
P 1 P 2 F 1F 2 F 0
y
U x2 [ Py ( Py dy)]dxdz [ y ( y dz)]dxdy dxdydz 0 y z R
二、悬移质粒径及含沙量分布
由于凹岸接受上层水体，其流速较大而 含沙量少，悬移质粒径细，故悬浮指标较 小;凸岸恰好相反，故悬移质含沙浓度垂 线分布为凹岸比凸岸均匀的多。 横断面上流速峰值靠近凹岸，含沙量和 粒径峰值靠近凸岸。
二、悬移质粒径及含沙量分布 自凹岸向凸岸， H max
Vmax
Smax
假定横向动量交换系数等于纵向动量交换系数
y z KU z z (1 )
z h
二、 弯道环流
Uy
g hV z z [ F ( ) F ( )] 1 2 K 2R h CK h
y |z h 0 (边界条件) 1 z U d ( ) 0 (横向流量为零) y 0 h
水柱沿横向受力为
水压力 离心力
1 2 P rh 1 2
1 P2 r (h J r ) 2 2
1 V 2 F ma (2h J y ) 2 R
质量 离心加速度
摩阻力 因水柱底面积很小而忽略不计
二、 弯道环流
y方向的力平衡方程为
P 1P 2 F T 0
一、悬移质横向输沙 凹岸冲刷 凸岸淤积 凹岸深槽 凸岸浅滩
弯道环流作用
二、悬移质粒径及含沙量分布
垂线各点环流旋 度不同， 中间某点Uy=0，
该点以下越近河底，横向流速Uy越大， 而纵向流速Ux越小，因而旋度较大。结果 将使Uy=0以下越近河底的泥沙到达凸岸的 位置越靠上游。因泥沙粒径上细下粗，故 凸岸淤积的泥沙靠上游部分粒径较粗，靠 下游部分粒径较细。
6hV (2 1) R
积分绘制 成表或曲 线
二、 弯道环流 绝对环流强度 相对环流强度 Uy 取K=0.4
g 0.125 CK
g 1 h [ F ( ) F2 ( )] 查曲线得 F1 (0.01) 1.9862 1 2 V K R CK F2 (0.01) 1.9521 g F ( ) F2 ( ) 环流旋度 U 1 h 1 F1 (0.99) 1.191 y CK 2 Ux K R g F2 (0.99) 0.4 1 (1 ln )
Py
二、 弯道环流 横向动力平衡方程为
U x2 [ Py ( Py dy)]dxdz [ y ( y dz )]dxdy dxdydz 0 y z R
Py
y
二维弯道环流运动方程
U x2 0 y z R
Py
y
二、 弯道环流
V
2
gRc
二、 弯道环流 荆江：水面横比降数值有时可以很大，荆江来家铺河弯最大横 比降达0.57×10-4，与当地纵比降属同一数量级。一般地
V
Jy J
2
2
gRc V C 2h
C 2h
gRc
若取h=10m，R=5000m，C50，则 Jy
1 J 为同数量级 2
黄河 长江
J （2～3）×10-4 （0.2～0.5）×10-4
ln F1 ( ) 2[1 0 1 d ] 2 ln F ( ) d 2 2 0 1 通过数值
对某一预定的相对水深，已知 谢才系数C，则横向流速Uy与水深h、 垂线平均流速V成正比，与弯道曲 率半径R成反比。 当C≥50时，公式可简化为 U y
Jy （1～1.5）×10-4 （0.1～0.25）×10-4
二、 弯道环流 弯道横向环流形成的力学原因 取微小单位水体来分析
离心力向凹岸：单位水体的纵向流速Ux自水面向下 逐渐减小，故单位水体所受离心力，从水面向下减小。 压力差指向凸岸：水面横比降产生的同一单位水体的 向心分力 即压力差P2-P1自水面向河底均匀分布。
一、凹岸崩退，凸岸淤长 弯曲性河流长期存在和不断发展的根本原因：河床自动调整作 用，使纵向输沙不平衡引起的河床变形朝停止方向发展。而横 向输沙不平衡所导致的河床横向变形（凹冲凸淤）并非朝停止 方向发展，而是始终存在。
弯道段的横向输沙不平衡 ：凹冲凸淤，河床发生横向变形 纵向输沙基本平衡：凸岸的堆积和凹岸的冲刷在数量上应接 近相等，宽深比基本保持不变
二、 弯道环流
离心力与压力差的合力在表层 指向凹岸，在底层指向凸岸。从而 在合力作用下，表层水流流向凹岸， 底层水流流向凸岸。由于水流连续 性，凹岸一侧水流插向河底，凸岸 一侧水流上升，于是形成横断面上
的投影为一封闭的循环流动，即横
向环流。
二、 弯道环流 取一微小六面体dxdydz来观察， 外力有： 压力 摩阻力 离心力
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。
河床演变学 [浅谈古尔图河河床演变规律及其整治]
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《河床演变学 [浅谈古尔图河河床演变规律及其整治]》摘要：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/s30 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，c河床演变特性：①河流比降较大，水流具有较强的携沙能力，输沙常处于不饱和状态，所以古尔图河河流的河床演变是以纵向冲刷下切、横向侵蚀拓宽为主的发展趋势，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及其特性，是整治泥沙危害变害为利的首要任务，同时也是保护自然环境、实现可持续发展的重要途径之一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。
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。
2008.9.22第二章
• 计算方法 • 辅助尺子 • 以 D 0.1 s
D
参数，斜率为2的辅助线。
U 2* s 0 .1 gD 0 .1
即
( s )
c
• 对于颗粒粒径为D所对应的辅助线，试证明：由辅助线 上任一点的纵坐标反算出为U*值必等于根据其横坐标反 算得到的U*值。
2 1
1 2 2 U Rb 3 J nb
1
2 1 U Rw 3 J 2 nw
1
(2-46)
二、沙粒阻力与沙波阻力 什么是沙粒阻力？ 沙粒阻力：直接作用于泥沙颗粒上，引发推移 质的运动和床面形态的变化（形成沙波），它 是水流与泥沙颗粒本身之间的直接作用的结果。 当床沙运动但没有沙波（动平整床面）时，阻 力完全由边界非滑移条件及颗粒绕流包括水流 直接做功使推移质运动）所产生，此时沙粒阻 力等于全部阻力。
（1） （2）
所受的力：
,
1 （3） W ( S ) D 3 6 垂线流速分布用对数型： u 5.75 lg(30.2 y ) （4） U* Ks 取y≈D代入(4)， U*D ub 5.75U * lg(30.2 ) u U * f 1( ) （5）
b
把（2）、（3）、（5）代入（1）
h
m
2-6
m
y 0 u h h dy u h U h 1 m
y m u (1 m)U ( ) h 取y aD
m
?
D m u 0 (1 m) a U ( ) h
S h UC gD D
m
2-9
近年在研究三峡工程中提出起动概念
• 取D对应的辅助线，它与横线 的交 点坐标为 。 • 在该条辅助线上另取一点A，其纵、横坐标 值分别为θA、Re*A，则有
《河床演变》PPT课件
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5
§3.2：河床演变的研究方法
• 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；
精选ppt
6
一、实测资料分析（河床演变分析）
• 1、来水来沙资料分析；
B=α1Qβ1
• 3、河弯的平面河相关系
弯距 L 摆幅 Bm 曲率半径 R 中心角
精选ppt
17
沿程河相关系
• 对于相同的特征流量（年平均流量、造床流量）在不
同河流或同一河流沿程不精同选p断pt 面。
18
断面河相关系
• 断面河相关系B-Q的指数值小于沿程关系的结
果，变幅大；平均流速中的m大于沿程关系；
水深关系变化不大精。选ppt
19
四、河床稳定性
• 1、纵向稳定性 • 主要决定于泥沙抗拒运动的力和水流作用于泥沙的拖曳力。 • 比值可用希尔兹数的倒数来表示。 • Φ1=d/(hJ)或者Φ2=d/J • 比值俞大，泥沙运动强度愈弱，河床愈稳定，相反，比值
愈小，泥沙运动强度俞大，河床产生的变形愈大，河床不 稳定。 • 长江荆江河段Φ1=0.27~37，黄河高村以上游荡河段为 0.18~0.21。
• 对于实际工程有重要影响的的泥沙输运问题其 时间尺度限于百年以内，流域中的气候、地形、 植被、岩性可视为确定的自变量，地质构造可 以忽略，侵蚀基面视为稳定。河道形态的因变 量包括：流量、输沙率、泥沙粒径、河谷比降、 岸壁阻力等。如果研究的是地质时间尺度，则 气候、地形、植被、岩性不再是确定的自变量， 而为不确定因变量。见表6-1。
8
河床演变学 顺直型河段的演变及整治 ﹠ 蜿蜒型河段的演变及整治
15
二、蜿蜒型河段的整治 ㈠、裁弯工程 4、引河设计 ①、引河定线
b、引河位置
引河进出口位置的选择极为重要，其原则是进口迎流、出口顺畅。
从当采用内裁形式时，进口应布置在上游 弯道顶点稍下方，引河与老河主流线夹角θ 不宜过大。
引河出口则应布置在下游弯道顶点的上方，使出口 水流平顺，同时可以利用下游弯道深槽水流将引河
13
二、蜿蜒型河段的整治 ㈠、裁弯工程 3、规划设计内容
裁弯工程规划设计，主、要包括引河规划设计、护岸工程规划 设计两部分。
欧洲裁弯法：是将引河一次性地开挖到通航标准，并在老河 弯上游修筑锁坝，使全河流量骤然通过新河下泄，极易造成 引河的剧烈冲刷及下游河势的突变。
引河法：在选定的引河线路上，先开挖一条断面较小的引河 （小河，其断面仅为设计最终过水断面的1/5～1/30），利用 水流自身的能量，将引河塑造成一条可通过全河流量的新河。
引河河底的开挖高程应以能保证枯水期通航为原则。
如引河地区表层粘土较薄，沙土或沙 壤土的顶板高于枯水期通航所要求的 高程，则可只将沙土或沙壤土顶板以 上的粘土层挖去，下面的沙壤土留待 水流自己冲走。 如引河表层粘土深厚，沙土或壤土顶 板还低于枯水期通航所要求的高程， 则应挖至枯水期通航所要求的高程。
20
10
第六章 蜿蜒型河段的演变及整治
第二节 蜿蜒型河段的整治
二、蜿蜒型河段的整治
稳定现状的措施，主要是保护弯道凹岸，以防止弯道 、
的继续恶化。
改变现状的措施:
小规模的整治主要是对弯道和过渡段的现状加以改善。 例如在弯道内切除凸嘴，调整弯曲半径，扩大水面宽 度；在过渡段束窄局部河道等。
大规模的整治则是根本改变河道现状。例如进行人工 裁弯取直等。
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。
2长江下游扬中河段河床演变分析_洪大林
扬中河段历史演变简图， 见图 ３。
３ 近期演变
图 ２ 大通站近年来径流量 ／ 输沙量过程线
从图 ２ 可以看出， 由于三峡工程已经开始蓄 水， 近几年来， 大通站年输沙量有逐年下降的趋势。
输沙量／ １０６ ｔ ６７８ １９６４ ２０６ ２００３ ４２３
大通站近年来径流量 ／ 输沙量过程线见图 ２。
围 垦 、护 岸 、治 河 等 工 程 ， 这 对 调 整 、改 变 河 床 边 界 及 稳 定 河 势 起 着 非 常 重 要 的 作 用 。至 １８ 世 纪 中 叶前后， 扬中河段总的河势已基本稳定。
基 于 上 述 理 由 ， 对 该 河 床 近 ５０ 年 的 演 变 特 点 进行深入分析是十分必要的， 可为本河段的综合 整治和开发提供参考依据。
１ 基本情况
１．１ 河道概况 扬中河段上起五峰山， 河道平均宽度约 １．３ ｋｍ，
最 窄 处 约 １．１ ｋｍ， 五 峰 山 以 下 河 段 展 宽 形 成 太 平 洲汊道， 左汊为主汊， 江宽水深， 多年来分流比维 持 在 ９０％ 左 右 ， 其 中 上 段 为 著 名 的 嘶 马 弯 道 崩 岸 段， 三江营处落成洲将河道分成左右两汊， 左汊为 主 汊 ， 分 流 比 在 ８６％ 左 右 ， 右 汊 为 支 汊 ， 右 汊 河 宽 约 ５００ ｍ， 高 港 至 右 岸 板 沙 圩 子 为 连 接 上 游 嘶 马
02 河床演变学(第三章第一节、第二节)
造床流量
㈡、造床流量确定方法 1、计算法（马卡维也夫法） 计算法（马卡维也夫法）
a、基本思路 、 b、计算步骤 、 c、第一造床流量与第二造成流量的特点 、
10
第二节
造床流量
㈡、造床流量确定方法 2、平滩水位法
①、概念：a、平滩水位；b、平滩流量 平滩水位；
②、用平滩水位确定造床流量原因 ③、确定平滩水位和平滩流量的方法
0.6 0.35
B h
0.45
Qmax − Qmin Q +Q min max
0.6
∆Q 0.5TQ
（3 - 6 ）
6
当游荡指标>5，为游荡型河流； 当游荡指标>5，为游荡型河流； >5 当游荡指标<2 为非游荡型河流； <2， 当游荡指标<2，为非游荡型河流； 当游荡指标＝ 为过渡型河流。 当游荡指标＝2～5，为过渡型河流。
第三章
河流的水力几何形态
能够自由发展的冲积性河流的河床， 能够自由发展的冲积性河流的河床，在挟沙 水流长期作用下， 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形态， 体条件相适应的某种均衡形态，即所谓水力 几何形态。 几何形态。
1
第一节、 第一节、河床稳定性
㈠、纵向稳定系数 1、纵向稳定系数 ϕh ①、纵向稳定系数定义 ②、表达式
2、什么是造床流量？它的物理含义如何？ 、什么是造床流量？它的物理含义如何？ 3、解释平滩流量作为造床流量的原因。可采用哪几种 、解释平滩流量作为造床流量的原因。 方法确定平滩水位？ 方法确定平滩水位？ 4、推导河床变形（微分）方程。 、推导河床变形（微分）方程。
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河床演变学
河床演变学河床学，也称河流地貌学、河流地质学、河流地球化学或河流沉积学。
是河流动力地貌学与地球化学相结合而产生的边缘学科，它是一门以实验、观察和测定方法为主的综合性学科。
河床演变学最早出现在河流中上游地区， 19世纪20年代在德国魏玛，当时人们对河床进行过粗略的观察研究。
由于地壳运动造成沉积物在搬运过程中被冲积下来，使河道弯曲，在一些地段，河流会发生强烈的弯曲。
就是因为这个原因，所以就产生了新月型河道，随着冰川的不断活动，这种河道就越来越少，等到河流再次向下游发展，接近海洋的地方，这种形状又重新出现了。
因为我们所说的河床演变是指的第二次向下游发展的过程，所以我们通常都叫它新月型河道。
另外在漫长的岁月中，河水还会把许多石块、木头和其他漂浮的东西带入河床，日积月累，使得河床加深。
河流沿着河谷延伸，从高处流下来的水把凹凸不平的石块和土壤冲到河谷里，再从河谷冲积平原上流过。
由于这样一系列反复的冲刷作用，在河谷底部形成了一条深深的纵向冲沟，这条冲沟又被水流从两侧带走。
随着河流冲刷作用的不断继续，冲沟的规模逐渐扩大，冲积物也不断增加，终于发展成为一片平原。
这一过程，称之为河床的形成。
但在河流的不同部位，由于各种地形、岩石的性质、植被覆盖率以及降雨量等因素的差异，各冲积扇所占面积的大小并不相同，总的趋势是从山麓至山顶冲积扇面积逐渐减少。
河床经历了长期、反复的水流作用和风化剥蚀作用，逐渐变得平缓，沉积物也日益增厚，形成了巨大的冲积平原，如黄土高原、华北平原、东南丘陵等。
19世纪中期，俄国河流地貌学家德·涅利奇在对欧洲河流的考察中，首次提出了河流的地貌类型分类，这些河流均可按照地貌类型划分，共分4类。
即扇形河流、羽状河流、不对称河流和逆掩河流。
20世纪30年代，苏联科学院地理研究所应用弗里德曼和戈洛塔尔的概念，按河流地貌形态进一步将河流划分为扇形河流、羽状河流、不对称河流、逆掩河流和复合型河流。
1957年苏联科学院地理研究所出版了《苏联河流地貌》一书，该书对河流地貌的概念及分类，进行了详细论述。
河床演变
3.1主要问题
理论
目前国内外对河床演变中的诸如河床自动调整机理、河相 关系、不同河型的成因等重要问题，并无完全一致的定论，许 多方面尚在争议之中 。 河型转化过程在时间和空间上的非线性特性。时间上；河 型转化过程中因水沙条件变化过程的统计涨落而可能出现的突 变现象 。空间上；局部河势的发展趋势有可能完全不同于整体 河段的河型转化趋势 对边界条件的限定和对河流系统的判定（开放系统还是封闭 系统）。 变量 径流过程、水力比降、含沙量、泥沙粒径等主要控制变量 引发的河型转化既可能是渐变、也可能是突变。
稳定性理论：由稳定性理论出发研究河形问 题的方法，一般都是先假定河床上有一个小 的周期性的可衰减、可增大也可稳定的扰动， 结合反映床面沙波形态的阻力公式及泥沙纵 向和横向输沙的连续方程求解得到扰动传播 的有关参数，最后根据初始扰动有关参数随 时间变化的稳定性分析或根据假定来给出相 应的河流平面形态。
1.5河型分类
国外：Leopold 和Wolman的顺直、弯曲、辨 状3 种。 Leopold 和Wolman的分类法偏重于平 面形态的描述, 没有明确区分不同类型河流 的演变特性 国内：顺直型，弯曲型，游荡型，分汊型
2.1河型转化机理及判别指标
关于河型的成因及转化有不同的出发点， 也有不同的成果，大致有如下几类：从河道 边界组成出发；从河道形态出发；从地壳运 动出发；从水动力学出发；从能量耗散出发； 从来水来沙条件出发。
河床演变
1.概念定义
河床演变是指河流在自然条件下，受两 岸的土质、植被影响，或受人工建筑物的影 响时所发生的变化，是水流与河床相互作用 的结果，水流作用于河床，使河床发生变化， 河床的变化又反过来影响水流结构。水流与 河床构成一个矛盾的统一体，他们互依互存、 相互影响、相互制约。不同类型河流的河床 演变规律各不相同。