河口分流模式和其应用.pdfVIP

河口分流模式及其应用 严以新1高进2茅丽华1 (1．河海大学海岸及海洋工程研究所，江苏南京，210098； 2．湘潭工学院土木系，湖南湘潭，411201) ……………一～………………………一wwk。。嘏●9‘≮。—，^…——………——…………………～～ 擒要珠江分八大口flA．海，口门广泛炭育着沙脊与浅滩，形成拦门沙。河口拦门沙的形 成迫使河口分流，于是产生丙个同意：一是分流甯神河相关系；二是分流河道向海延伸分流 口如何适应。研究表明，分流角有解析表迭式。当两支汊宽度相等时，分流角为65．5‘；当 支过(偏转it)宽大于主浞时。分流角小于此值；当支浞宽小于主汉时。分流角太于此值， 其极限为90‘。这在长江口与珠江河网妁分漉中可获馨证。在潮汐河口，水流往复．分流与 汇合变替发生。两者的基论公式相同，但两者分流口的水动力特征不同，因此。在稳定性上 存在差异。长江口北支淤而不度的动力是靠涨潮漉来擎持的。此研究有助于加深对河口三角 洲演变规律的认识。有助于掌握泥沙运动特征。有助于航道治理与防洪泄洪工程的实施。 关■词河口分流；河相关系；分流角；长江口；珠江口 进入21世纪以来，海平面的上升趋于稳定，各大洲的人海河流所挟带的泥沙在河口 淤积成陆，几乎同时形成了现代河口三角洲。随着三角洲的不断向海延伸，汉道也普遍发 育起来，并在不同的来水来沙条件与自然环境下，形成不同类型的河口分流水系。对河口 分流的研究，一方面可以阐明三角洲河床演变的规律，因为，河口分流与河口三角洲的发 育相互耦合，密不可分。例如，从目前长江口北支与南支的分流角接近垂直，可以证明北 支的发育已趋极限【1，2J，它的生命是靠涨潮流来维持的。从黄河人海Elf-14期性改道、 1954年长江口北槽的形成、珠江口发育了八个口门的河网与密西西比河口发育了六期亚 三角洲，可以证明它们具有共同的水动力学因素，这就是河道向海延伸，必然导致分流口 的下移，河道加长，促使水位抬升，造成河口分流的周期性发生，从而引起河口三角洲的 周期性发育。另一方面，对河口分流的研究，有助于对河口分水分沙规律的了解，有助于 航道整治与疏浚方案的制定，有助于防洪泄洪工程的安全实施。河口分流是一个大的课 题，有很多研究工作可做。 河口分流是河道分流的一种形式，在河床演变学中关于河道分流角变化的研究还是一 作者简介：严以新(1949～)．博士，教授，博士生导师，河海大学副校长，主要从事港口、河口、海岸及近海工 程领域的研究工作。 河口论文 个新的课题。事实上，分流河道的兴衰是与分流角的演变密切相关的。1994年在参考文 献[3]中首先提出冲积河流的汇合与分流也参与河流的自动调整作用。该文在分汊河段 沿程水头损失之和为最小时导出了各河道与分流角的几何要素与运动要素之间的函数关 系，即建立了分流口的河相关系。在随后的研究中对沙洲绕流进行了研究[40]，导出了 沙洲发育长度的理论公式，计算结果与实际相符。 在以往研究中，假设过水断面为弓形，由此推出分流角公式-2’5J。在此基础上，本文 又推导了过水断面为任意形状的分流角公式，并得到弓形、矩形、等腰梯形断面条件下的 公式及其简化形式。同时，引用长江和珠江河口的实例，证明所导公式与实际量测的分流 角结果一致。另外，还探讨了分流和汇合角的稳定，有助于河口航道工程和水利工程的 实施。 一、河口分流的理论公式 河流分汉一般由两种原因产生：一是由于水面放宽，泥沙落淤形成沙洲或浅滩，迫使 河道分流；二是洪水期水流冲开天然沙堤或滩地形成新的汉道。这两种情况在河口均可见 到，而且相互交织，最终的结果是形成沙洲分流。洪水期冲开滩地所形成的新汊道一般比 较顺直，这是由于水流的惯性作用，故有“大水趋直”之说。例如，长江口北槽是1954 年特大洪水期形成的，因此，它与南港主槽的衔接较为顺直。一般由于沙洲的拦阻，分流 后两支汉的中轴线均不同程度地偏离主河道的中轴线。现把两汉中偏转角较小的一支称主 汉[图1(口)中的OB支汉]，把偏转角较大的一支称支汉[图1(n)中的OC支汉]， AO称为主河道。为便于计算，以。为中心把把两支汉逆时钟旋转口角，使AOB为直 线，概化为图1(6)所示。河道的分流角就是图1(6)中的0角，显然有口=口+口。下 面首先推导任意断面时的分流角公式。