博导第5讲 顺直型河道的演变规律.pptVIP

严格说，天然河流都是弯曲。这里顺直型河段是指某些河身较顺直而又不太长的河段。一般地，顺直型河段是和其他类型河段交织在一起并受后者影响，但仍具有其自身特点。 顺直型河段是一种最简单最基本的河型，在一定条件下可演变为其他河型。 主要内容 5.1 河段特性 5.2 演变规律、形成条件及整治工程 第五章 顺直型河段的演变及整治 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 第一节 河段特性 ①平面形态：河身比较顺直 （1）几何形态 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 l=2.80B 式中，B, b ,l 分别为河宽 ,边滩宽度和边滩长度 最小河长 L=6B 河相系数（ζ） 順直型河段，河道过于窄深时难以形成边滩。 順直型河段，河道过于宽浅时，易发生水流切滩，完成边滩到心滩的演变，导致河道分汊。 宽深比处于1.4～ 8时比较合适，保持順直型河道特征 ④纵比降 与蜿蜒型河段相似，沿程起伏相间，但变幅 较小； 边滩断面深泓点较深； 过渡断面深泓点较浅； （2）水流特性 ①水流表面特性 水流表面顺边滩横向倾斜 深槽水流表面高于边滩 纵向某些位置存在负比降 边滩：上游到中部为正值 中部到下游为负值 深槽：上游到中部为负值 中部到下游为正值 ②順直型河段环流 ③順直型河道流速分布 边滩：上游到中部递增 中部到下游递减 深槽：上游到中部递减 中部到下游递增 深槽流速一直大于边滩流速 纵向变化 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 ④水流动力主线 （3）输沙特性 ①泥沙运动 边滩 ≥ 深槽 边滩中部 ≥ 滩头和滩尾 深槽中部≤深槽头部和尾部 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： ②深槽和边滩的泥沙输移能力 第二节 演变规律、形成条件及整治工程 （1）演变规律 ①从河岸与河床相对可动性角度分析： 当河岸不可冲刷时，主要演变特征表现为： 犬牙交错的边滩向下游移动，相应的深槽和浅滩也同步向下移动。 另外，模型造床试验也表明：当犬牙交错的边滩形成后，边滩、深槽和浅滩作为一个整体向下游缓慢移动。 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 洪水期 浅滩冲刷，深槽淤积 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。 此假说初步被造床实验所证实。 （3）整治工程 基于顺直型河段犬牙交错边滩下移导致河道处于不稳定状态，给生产部门带来了不利影响： ①航运：a、浅滩位置不固定导致航道多变； b、边滩下移至港口造成淤积，停船困难。 ②取水：边滩下移至取水口位置，造成取水困难。 基于以上不利影响，必须采取工程措施加以整治： 整治原则：固定边滩，限制下移，从而稳定整 个顺直河段。 整治措施：修建上挑式淹没丁坝群 注意：当边滩个数较多时，施工顺序从最上游的边滩开始，以后视下游各个边滩的变化情况逐步进行整治。 思 考 为什么存在少量的順直型河段? 順直型河段的航道问题？ 如何解决順直型河段的航道问题？ 順直型河道的形成条件? 順直型河道的稳定性 ? 不同河型、影响因素及其关系 冲积河流的河型