张亚荣 高级讲师北京广播电视大学共建教学部E-Mail:sljzyr@mail.btvu.orgTel: 65774333治河及工程泥沙1四、 冲积性平原河流的河床演变 1、微弯顺直型河段 中水河床比较顺直或稍有弯曲,河床两岸常常 依附有犬牙交错状的边滩,边滩与边滩之间,以浅 滩连成整体;深泓线从一个深槽经过浅滩再过渡到 另一个深槽,主流线左弯右曲;浅滩与深槽相间, 河床呈波浪形起伏,滩槽水深相差不大第4章 河床演变2微弯顺直型河道的平面图形l一边滩;2一深槽;3一浅滩;4一深泓线3(1)两岸犬牙交错的边滩和深槽会同步顺流下移边滩是由于河中泥沙堆积而成的,在水流的作 用下,迎水面不断冲刷坍退,背水面不断淤积延伸 ,整个边滩不断向下游移动随着边滩的下移,深 槽一边滩一深槽也不断地顺流下移变换位置因此 ,河床发生变形2)深槽与浅滩冲淤交替浅滩枯水期水面坡降大,产生冲刷,冲刷的泥 沙在下一个深槽中淤积,深槽洪水期水面坡降大,产 生冲刷,泥沙从深槽又被搬运到下个浅滩上淤积,形 成深槽与浅滩冲淤交替变化,引起河床变形 微弯顺直型河段的河床演变特点是:4(3)河床周期性展宽与缩窄由于边滩的存在和发展,使水流弯曲,产生 环流,深槽河岸将发生冲刷,河床展宽。
边滩发展 较深槽河岸冲刷快,当边滩发展过宽时,水深变浅 ,阻力加大,洪水期就容易发生切滩现象被切割 的边滩在河床中形成江心滩,则河床被江心滩分成 汊道52、弯曲型河段弯曲型河段的一般形态长江下荆江蜿蜒型河段 6弯曲型河道平面图 7(1)水流动力轴线(主流线)定义:把纵向水流沿程各断面最大垂线平均流速 处的连线称为水流动力轴线特点: a、有明显的顶冲点,顶冲点低水上提,高水下挫. b、 低水傍岸,高水居中(低水走弯,高水走滩) 8(2) 河床演变特征 a、横断面凹岸的崩退和凸岸的淤长在横向环流作用下,凹岸不断受到冲刷后退形 成陡岸深槽,相应凸岸不断被淤积前进形成平缓边 滩整个断面侧向移动,但凸岸淤积量与凹岸崩退 量长期基本持平 9下荆江来家铺弯顶断面冲淤变化 (a)冲淤面积积累曲线;(b)弯顶横断面积 1—凹岸崩退积累曲线;2—凸岸淤长积累曲线;3—积累差曲线10b、平面弯曲发展,河线婉蜒蠕动一方面凹岸崩退和凸岸淤长使得弯道曲率不断 增大,河弯不断发展;另一方面由于螺旋流作用, 使得弯顶不断向下游蠕动河弯发生平面扭曲,从 面整个河线向下游呈缓慢婉蜒蠕动c、弯道与过渡段不断交替冲淤弯道:洪水冲,枯水淤过渡段:洪水淤,枯水冲11d、裁弯取直,弯道消长当河弯发展成急剧变化的河环,即形成同向弯 相距很近的狭颈时,如遇大水漫滩,便有可能将狭 颈冲开,发生突变性的自然裁弯现象。
而后老河逐 渐淤废,形成牛扼湖;裁直的新河则逐渐发展壮大 成为主河道同时新河又重新向弯曲方向演进,进 入河弯演变的下一循环周期 12自然裁弯 (a)长江碾子弯 (b)汉江新沟弯 133、分汊型河段 演变规律:(1)洲滩的移动与分合不同年代(时期)汊道演变 (a)龙坪汊道;(b)八卦洲汊道14(2)汊道的兴衰与交替长江某江心洲汊道154、游荡型河段 (1)游荡型河道的形态及水沙特性一般河身比较顺直,曲折系数TS略大于1从长 距离来看河道往往呈藕节状,其中窄段水流归顺,有 控制河势的作用;宽段则河床宽浅,洲滩密布,汊道 交织,水流散乱,主流迁移不定河道的平面形态通常可以用“宽、浅、散、乱” 四字概括 16游荡型河段平面形态及演变过程(花园口) 17横断面非常宽浅,而且水流中泥沙较多 距离(km) 黄河下游平原横断面18(2)演变规律a、纵剖面变化特征游荡型河段在年内具有滩槽冲淤交替的往 复变形规律汛期由于洪水流速较高,水流集中 的主槽往往被冲刷,而大水漫滩后,滩地因水缓 滞沙多为淤积非汛期水流归槽走弯,则出现淤 积主槽、冲刷滩唇的现象从多年平均看,河床 是逐年不断淤高,呈单向抬升的变形趋势。
b、平面变化规律宽、浅、散、乱”的河道特 性,决定了游荡型河段河床变形具有强度大、速 度快的特点其主要表现为主流摆动不定、河势 变化剧烈,具有“一弯变,弯弯皆变”的特点.19游荡型河段的河势变化 (a)永定河;(b)黄河下游;(c)汉江白家湾河段 20c、宽窄相间藕节状河形游荡性河道宽窄相间的河型,使窄段水流有调 理、控制下游宽河段河势的作用水流进入宽段后 ,挟带大量泥沙的水流自主槽漫上滩地,在广阔的 河漫滩上泥沙落淤,改造洲滩自宽段再进入窄段 时,放清的水又重新归槽汛期这种滩、槽泥沙的 横向交换现象不断将主槽泥沙搬上摊地,延伸较长 距离而非汛期主槽则淤积,这样就能使滩槽高差 长期保持动态稳定由于河漫滩为行洪落沙提供了 广阔的空间,因此它成为游荡型河道不可缺少的依 托 21第5章 河道整治 1、概念河相指河床在某特定条件下的河流形态能够 自由发展的冲积河流的河床,在水流长期作用下, 其河道的形态及几何尺寸可能形成与所在河段具体 水沙条件相适应的某种均衡状态,或者说它们之间 存在着某种函数关系通常把处于准平衡状态河流的河床形态与来水 来沙及河床边界条件间最适宜(稳定)的关系称为河 相关系。
把满足输沙平衡所应具有的适宜(稳定)的 河床形态特征与水沙特征间的函数关系式称为河相 关系式 一、河相关系223、造床流量河相关系对应的某一特征流量,通常称为造床流 量是塑造河床形态的特征流量其造床作用相当 于多年流量过程的综合造床作用,或者说是反映造 床作用最持久、影响最强的某一级特征流量2、表示河相关系一般可用横断面、纵剖面和平面三种形 式的河相关系来表征234、确定造床流量的方法 (1)平滩水位法平滩水位时,流量较大且水流限制在河糟内运动 ,出现机遇也相对比漫滩洪水多,因而这种水流对 河道的造床作用最大 平滩水位 24(2)马卡维也夫法造床流量计算 QmJP25二、河道整治的一般原则 1、一般原则一般河道整治必须遵循的基本原则可以归纳为24 个字:全面规划,综合治理,因势利导,重点整治, 因地制宜,开发新材 2、治导线(整治线)它是河道经过整治后,在设计流量下的平面轮廓 线,也是整治工程临河面的边界线 26三、 平原河道的整治方法1、蜿蜒型河段的整治 (稳定现状、改变不利的现状)护岸整治 平顺护岸、丁坝护 岸、守点顾线护岸 凹岸防护工程 27裁弯整治 河道裁弯 282、游荡型河段的整治 整治工程措施:一般游荡型河段多采用控弯导流 、滩槽并治的方法。
采取的工程措施主要是堤防、险 工、控导工程和护滩工程, (1)堤防、险工 (2)控导工程 (3) 护滩工程 险工和控导工程293、分汊河段的整治 (1)稳定、改善主支汊的分流比 分汊河段整治 30(2)塞支强干锁坝堵汊挑水坝堵汊(3)分汊河段的改善314、浅滩整治 (1)修建整治建筑物(如丁坝 )(2)疏浚措施 浅滩河段整治 325、卡口整治 (1)展宽(2)改道33一、水库泥沙淤积的危害第7章 水库泥沙淤积及整治(1)兴利库容和防洪库容减少,效益降低; (2)水库淤积发展,可导致回水上延,造成上游地区 的淹没和浸没损失; (3)水库淤积将改变下游河道水沙条件,使下游河床 变形; (4)影响水利枢纽和建筑物的正常运; (5)造成水利机械和泄流设施磨损; (6)影响通航; (7)加大水库水质污染34二、水库淤积的纵剖面形态1、三角洲淤积 2、锥体淤积 3、带状淤积三、减少水库淤积的措施拦、排、用35谢 谢!36。