强涌潮河口河相关系及其验证 Verification of fluviomorphology for macro-tide estuary with tidal bore.pdfVIP

第4期 水 利 水 运 工 程 学报 No．4 ANDENGINEERING Dec．2009 2009年12月HYDRO．SCIENCE 强涌潮河口河相关系及其验证 韩曾萃1，曹 颖1’2，尤爱菊1 (1．浙江省水利河口研究院，浙江杭州310020；2．浙江大学，浙江杭州310027) 摘要：分析并提出了有涌潮的强潮河口的河相关系式，其平均水位下的断面面积可用落潮时的流量(含径流 量)和含沙量计算，结果较符合实际情况，但强涌潮河口河宽大、水深浅，仅采用涌潮系数仍有一定的误差，如改 用涨潮流量和含沙量，则可大幅减小计算误差．本文还给出了潮汐河口纵向河宽放宽率和面积放大率的定义和 计算公式．利用钱塘江河口治理前后50年的实测资料，对130km长河段的相应断面特征、河宽放宽率、面积放 大率以及弯道特征计算式进行了验证，取得了满意的验证结果． 关 键 词：强潮涌潮河口河相关系；河宽放宽率；面积放大率；弯道曲率半径 中图分类号：U617．5 文献标识码：A 冲积性河流及河口通过自动调整，有可能较长时间内处于相对平衡状态，其断面形态(半潮水位下的河 宽、水深和面积)、纵向沿程河宽放宽率、断面面积放大率及平面弯曲特征等与流域及海域的来水、来沙条件 之间存在某种定量关系，这种定量关系称为河相关系¨。。．寻求河相关系是河流(河口)动力学及河床演变 学的重要研究内容．河相关系包括流量Q、流速U、面积A、河宽日、水深Ⅳ、含沙量s、河床高程z。等7个未知 河口流量Q包括径流及涨潮潮量形，，而彤，与沿程断面形态和潮差有关．因此，它不是一个封闭体系，应补充 方程，这是研究河相关系的学术意义【3’41．另外，由于河床的断面、平面形态是决定水位(高低潮位、洪水位、 风暴潮水位)及潮汐特征(涨落潮潮量、历时、流速)的重要依据，它们随径流的变化而变化，其变幅反映了河 床的稳定性．治理河道、河口就是要使其更加稳定，并适应两岸社会经济发展的需求，这是研究河相关系的实 际意义． 钱塘江河口是典型强潮河口，它既有一般河口的普遍特征，又有强涌潮河口的特殊性，而且近60年的治 江缩窄活动较大，在制订130km长的治江规划线时应用了河相关系式p1，本文以钱塘江河口治理前、后断面 变化来验证河相关系，对治江效果进行回顾检验． 1 强涌潮河I=／河相关系式的提出及验证 河流、河口及海湾河相关系的研究成果非常多…，本文不再重述．窦国仁…用年平均落潮流量等于河口 的年平均径流和年平均涨潮流量之和及落潮输沙量等于年径流输沙量与潮流输沙量之和，将河流、河口的河 相关系统一为1个关系式，同时提出了河床最小活动性假说的综合指标： K。=“(flv／(a％。))2+bB／H] (1) 式中：蠡。为活动性指标，口为与流量变幅有关系数，b为比例系数，y和‰分别为河道的流速和河床颗粒的止 收稿日期：2009—08一10 作者简介：韩曾萃(1936一)，男，湖北武汉人，教授级高级工程师，主要从事钱塘江河口治理规划、潮汐动力、咸水入侵、水 资源、水污染的研究．E·mail：hanzc@zjwater．gov．cn 万方数据 84 水 利 水 运 工 程 学 报 2009年12月 动流速，d为河岸与河底土壤的相对稳定系数．涌潮系数卢，有涌潮时卢=1+0．35AH／H，其中：△Ⅳ为潮差， 曰为半潮河宽，日为半潮时水深，无涌潮时口=1．0，窦国仁在研究中已注意到钱塘江、曹娥江河口特别宽，水 深特别浅，因此，提出涌潮系数以求弥补．他指出河床在冲淤变化过程力求活动性最小，故存在活动性指标 K。对自变量／3，h，B偏导数为零，从而得到半潮水位下断面形态的H，B，A等一系列的计算式(公式从略)．许 多河流、河口都符合上述关系式，但对钱塘江河口130km河长上更多断面验证，发现即使考虑了涌潮系数 后，河宽计算值仍偏小、水深偏大．文献[2]收集了钱塘江、曹娥江、甬江、飞云江、椒江、敖江、射阳河、长江口