长江中下游干流河道的造床流量与河床稳定性系数计算.pdfVIP

．570． 第六届全国泥沙基本理论研究学术讨论会论文集 长江中下游干流河道的造床流量与 河床稳定性系数计算 林木松1韦立新2 (1．长江科学院河流研究所 武汉430010； 2．长江下游水文水资源勘测局 南京 210011) 摘要：本文利用长江中下游沿程水文(水位)站水位、流量过程及输沙过程资料，采用计算法和平滩法计 算河道的造床流量，计算结果表明，长江中下游干流河道自宜昌以下既有分流又有支流汇人，大通以下 又受潮汐的影响，沿程各河段的造床流量因此而变化；利用长江中下游的河道地形、床沙资料及水文资 料计算的河床稳定性系数和河岸稳定性系数结果表明，长江中下游河道纵向稳定性系数沿程递增，而横 向稳定性系数则沿程是波动的。 关键词：长江中下游 造床流量 河床稳定性系数 1河道基本情况 长江干流宜昌以下是长江中下游，为冲积平原河流。宜昌至U枝城河道为由山区性河道向 平原性河道过渡段，长约66．5 km，受两岸低山丘的制约，河道属于宽谷型的顺直微弯段， 枝城至城陵矶为荆江河段，河道全长约337 km，河道南岸有四口分流入洞庭湖，在城陵矶有 洞庭湖水系入汇；其中藕池口以上为上荆江，长约167 km，为微弯性河段；藕池口以下为下 荆江，长约170 km，为蜿蜒性河段；城陵矶至九江仍为长江的中游河段，河段全长约485．8 km， 河道以分汊性河段为主；长江下游河段自九江至江阴，全长约664 krn，有鄱阳湖水系人汇， 河道也以分汊性河段为主；江阴以下是澄通河段和长江口河段，为潮汐多分汉河段。 长江中下游的床沙平均粒径范围为0．17—0．30 mm，其中下荆江及城陵矶一武汉段 的床沙平均粒径相对较细，宜昌一枝城及上荆江的床沙平均粒径相对较粗，约为0．30 mm，其他河段的床沙平均粒径也均大于0．2 mm。 长江中下游河道的水面比降随流量的变化而变化，总的看来，沿程的水面比降自上 而下减小，高水比降大于低水比降，宣枝段的多年平均高水水面比降为(0．565。0．88)× 10～，而长江中下游其他河段的比降为(o．1～0．3)×10～。 2造床流量计算 造床流量是指其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的某种流量，造床流 量一般采用下述的方法确定。 作者简介：林木松，1966年出生，高级工程师。 四、河床演变及河道整治 ‘571’ 2．1 马卡维也夫(H．H．M a K K a 13 e e B)法 该方法的主导思想是认为某个造床作用的大小是和其输沙能力的大小有关，同时也 决定于该流量所经历的时间长短。水流的输沙能力可认为与流量Q的某次方及比降／的 乘积成正比，所经历的时间可用其出现的频率P来表示，当Q’御的乘积为最大时，其 所对应的流量的造床作用也最大，这个流量便是所要求的造床流量，其中Q为该级流量 的平均值，m为指数，可由实测资料确定，即在对数纸上作G，一Q的关系曲线(G。为与Q 相应的实测断面输沙率)，曲线斜率即为m。 根据长江中下游沿程各水文站的实测水位、流量过程及输沙率过程资料分析，选择 长江中下游接近多年平均流量的过程作为典型年计算造床流量。根据长江中下游的沿程 各水文站的G。～Q的关系曲线，不同水文年m值在2的上下变化，平均值接近2。通过 计算，长江中下游沿程的造床流量为：宜昌至清江入汇121以上的造床流量约为29 000 m3／s；枝城到荆州市，尽管有清江入汇，但由于有松滋口和太平口的分流，因此，到荆 州市附近的造床流量减小至约为27 000 m3／s；而荆州市到监利，由于又有藕池121的分流， 其造床流量约为22 000 m3／s；监利到城陵矶的造床流量也约为22 000 m3／s；城陵矶以下 有洞庭湖水入汇，其造床流量为35 500 m3／s；武汉以下又有汉江入汇，其造床流量约为 40 500 m3／s，在九江以下，有鄱阳湖入汇，在大通附近的造床流量约为44 000 m3／s，在 大通以下感潮河段，在芜湖以下河道的造床流量约为46 000 m3／s。 2．2平滩流量法 根据长江中下游沿程各水文站及水(潮)位站的多年水位流量关系及各河段的河道地 形资料计算分析，宜昌至枝城附近造床流量约为29 000 m3／s，荆州市附近约为27 000 1113／s，监利附近约为22 000 l113／s，螺山至汉口36 000 m3／s，汉口以下为40 000 m3／s，大 通附近约为45 000 m3／s。 3河床稳定性系数计算 河床稳定性系数计算涉及河道的床沙粒径、水面比降、平滩水位下的断面特征值及 河道的造床流量等要素。 3．1河道断面特征值 根据长江中下游的河道地形资料分析，长江中下游各河段平滩水位下河道断面特征 值见表1。 表1 长江中下游各河段平滩水位下河道断面特征值统计 (单位：m) 城陵矶 武汉至 武穴至 九江至 安庆至 大通