1、平原沖積河流一般特性、河床演變分類和影響因素2平原河流流經地勢平坦、土質疏松的平原地區。由于水流平原河流流經地勢平坦、土質疏松的平原地區。由于水流對泥沙的搬運堆積作用，形成深厚的沖積層。沖積層可達對泥沙的搬運堆積作用，形成深厚的沖積層。沖積層可達數十或數百米厚。沖積層自下而上有明顯的分選特征：夾數十或數百米厚。沖積層自下而上有明顯的分選特征：夾沙卵石沙卵石粗沙粗沙中沙中沙細沙。細沙。、平原河流的河谷、平原河流的河谷8.1.1 8.1.1 河床形態河床形態8.1 8.1 平原河流的一般特性平原河流的一般特性圖圖8-18-16、縱剖面形態、縱剖面形態平原河流縱剖面與山區河流不同，因系沙質河床，縱剖

2、平原河流縱剖面與山區河流不同，因系沙質河床，縱剖面不可能有明顯的臺階狀變化，但同樣是深槽淺灘交替，面不可能有明顯的臺階狀變化，但同樣是深槽淺灘交替，所以河床縱剖面是有起伏的平緩曲線，其平均縱比降比所以河床縱剖面是有起伏的平緩曲線，其平均縱比降比較小。較小。8.1.1 8.1.1 河床形態河床形態7河道節點：河道節點：是指那些抗沖性較強，依岸形成的對河勢變化是指那些抗沖性較強，依岸形成的對河勢變化起節制作用的特殊邊界條件。起節制作用的特殊邊界條件。 河流上存在著許多天然和人工節點，這些節點對河道演河流上存在著許多天然和人工節點，這些節點對河道演變起控制作用。變起控制作用。、河道節點的概念、河道節

3、點的概念8.1.1 8.1.1 河床形態河床形態節點處河床窄深，水流集中；節點間河岸容易沖刷，河床節點處河床窄深，水流集中；節點間河岸容易沖刷，河床寬淺，水流分散。寬淺，水流分散。8河勢：河勢：河勢是河道的平面態勢，包括主流線、水邊線及河勢是河道的平面態勢，包括主流線、水邊線及其所構成的平面形態（如汊道、彎道、心灘、江心洲河其所構成的平面形態（如汊道、彎道、心灘、江心洲河漫灘）及水面現象，是有關形態要素的總稱。有時也指漫灘）及水面現象，是有關形態要素的總稱。有時也指河道的基本流勢，或稱基本流路。河道的基本流勢，或稱基本流路。、河勢的概念、河勢的概念8.1.1 8.1.1 河床形態河床形態9河漫

4、灘起著調節洪水、削減洪峰，儲存泥沙并通過灘槽水流河漫灘起著調節洪水、削減洪峰，儲存泥沙并通過灘槽水流交換，影響河槽沖淤等作用。交換，影響河槽沖淤等作用。河漫灘作用：河漫灘作用：河漫灘為靠近主槽（中水河槽）、洪水時淹沒、中水時出河漫灘為靠近主槽（中水河槽）、洪水時淹沒、中水時出露的灘地。它由泥沙落淤而成，組成物質較為松散。露的灘地。它由泥沙落淤而成，組成物質較為松散。平原河流一般都有廣闊的河漫灘。平原河流一般都有廣闊的河漫灘。1 1、河漫灘、河漫灘8.1.1 8.1.1 河床形態河床形態102 2、成型堆積體、成型堆積體沖積平原河流的主槽中，由于水流和河床的相互沖積平原河流的主槽中，由于水流和河

5、床的相互作用，分布著各種形式的大尺度沙丘，這些大的作用，分布著各種形式的大尺度沙丘，這些大的沙丘統稱為沙丘統稱為成型淤積體。成型淤積體。1-1-邊灘；邊灘；2-2-江心洲；江心洲；3-3-江心灘；江心灘；4-4-沙嘴；沙嘴；5-5-淺灘；淺灘；6-6-深槽深槽8.1.1 8.1.1 河床形態河床形態11（4 4）非均勻性）非均勻性（3 3）不恒定性）不恒定性（2 2） 三維性三維性（1 1）二相流性質）二相流性質1 1、河道水流的基本性質、河道水流的基本性質8.1.2 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性水水+ +泥沙泥沙河道水流的三維性與過水斷面的寬深比河道水流的三維性與過水斷面

6、的寬深比關聯，寬深比愈小，三維性愈強。關聯，寬深比愈小，三維性愈強。來水來沙情況隨時空變化來水來沙情況隨時空變化河道水流的邊界也隨時空變化河道水流的邊界也隨時空變化12（1 1）流型）流型2 2、河道水流的水流結構、河道水流的水流結構8.1.2 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性阻力平方區阻力平方區沿程水頭損失系數沿程水頭損失系數只與相對光滑度有關；只與相對光滑度有關；沿程水頭損失沿程水頭損失h hf f與流速的平方成正比；與流速的平方成正比；0 0與流速的平方成正比。與流速的平方成正比。13（2 2） 主流與副流主流與副流2 2、河道水流的水流結構、河道水流的水流結構8.1.2

7、 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性主流是由重力產生的沿河槽縱比降方向的流動；主流是由重力產生的沿河槽縱比降方向的流動；副流是由于縱比降以外的因素產生的、水流內部的一種大尺副流是由于縱比降以外的因素產生的、水流內部的一種大尺度的旋轉運動，其流線大多是封閉的曲線，往往又稱環流。度的旋轉運動，其流線大多是封閉的曲線，往往又稱環流。產生副流的力可以是重力，也可以是其他的內力或外力；產生副流的力可以是重力，也可以是其他的內力或外力；主流方向為縱向，副流具有不同的軸向；副流有時在主主流方向為縱向，副流具有不同的軸向；副流有時在主流的邊緣上流動，有時則與主流疊加在一起，使整個水流流的邊緣上流

8、動，有時則與主流疊加在一起，使整個水流呈螺旋式前進，又稱螺旋流。呈螺旋式前進，又稱螺旋流。橫向輸沙是由橫向環流造成的；橫向輸沙是由橫向環流造成的；環流與水流中的紊動漩渦的區別是尺度大、位置和影響環流與水流中的紊動漩渦的區別是尺度大、位置和影響范圍較固定；范圍較固定；14由于表層水流流速大于底部水流流速，因而表層水流所由于表層水流流速大于底部水流流速，因而表層水流所受到的離心力遠大于底部水流所受到的離心力；受到的離心力遠大于底部水流所受到的離心力；（3 3）環流的類型）環流的類型2 2、河道水流的水流結構、河道水流的水流結構8.1.2 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性離心力產生的

9、彎道環流離心力產生的彎道環流表層水流因離心力作用流向凹岸，由于水流連續原理，表層水流因離心力作用流向凹岸，由于水流連續原理，底部水流雖然也受到離心力作用，但受到的離心力小于底部水流雖然也受到離心力作用，但受到的離心力小于表層水流，所以只能從凹岸流向凸岸。表層水流，所以只能從凹岸流向凸岸。這樣從橫斷面上看，就形成了表層水流從凸岸流向凹岸，這樣從橫斷面上看，就形成了表層水流從凸岸流向凹岸，底部水流從凹岸流向凸岸的環流。底部水流從凹岸流向凸岸的環流。必須指出的是，不能認為只有彎道才能因離心力產生環必須指出的是，不能認為只有彎道才能因離心力產生環流；正確的認識是：凡是水流彎曲的部位都會產生環流。流；正

10、確的認識是：凡是水流彎曲的部位都會產生環流。15這種力沿水深的分布也是不均勻的，從而引起水流的這種力沿水深的分布也是不均勻的，從而引起水流的橫向流動，其表流在北半球永遠指向河流的右岸。橫向流動，其表流在北半球永遠指向河流的右岸。（3 3）環流的類型）環流的類型2 2、河道水流的水流結構、河道水流的水流結構8.1.2 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性地球自轉偏力（柯氏力）產生的環流（簡稱偏力流）地球自轉偏力（柯氏力）產生的環流（簡稱偏力流）在北半球，柯氏力指向運動方向的右方。在北半球，柯氏力指向運動方向的右方。 在北半球，河流的右岸比左岸被沖刷得厲害，正是這在北半球，河流的右岸比

11、左岸被沖刷得厲害，正是這種力的作用結果。種力的作用結果。 地球上任何運動的物體，都要受到柯氏力的作用。地球上任何運動的物體，都要受到柯氏力的作用。16河道縱剖面和橫斷面突然變化所產生的副流就是由摩河道縱剖面和橫斷面突然變化所產生的副流就是由摩擦力所引起的。擦力所引起的。（3 3）環流的類型）環流的類型2 2、河道水流的水流結構、河道水流的水流結構8.1.2 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性摩擦力產生的環流（摩擦力副流）摩擦力產生的環流（摩擦力副流）在分離面上將產生摩擦力，在這個力的作用下形成在分離面上將產生摩擦力，在這個力的作用下形成摩擦力副流。摩擦力副流。 當水流發生局部變形

12、，會產生水流的分離現象。當水流發生局部變形，會產生水流的分離現象。17（3 3）環流的類型）環流的類型2 2、河道水流的水流結構、河道水流的水流結構8.1.2 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性含沙量或含鹽度引起的副流（異重流）含沙量或含鹽度引起的副流（異重流）在河流中，對泥沙運動和河床演變影響較大的副流在河流中，對泥沙運動和河床演變影響較大的副流主要是離心力副流、摩擦力副流和異重流。主要是離心力副流、摩擦力副流和異重流。 由于水流中含沙量或含鹽度分布不均勻，引起水由于水流中含沙量或含鹽度分布不均勻，引起水流中不同地區的重率差異，水流會從重率大的地流中不同地區的重率差異，水流會從

13、重率大的地方流向重率低的地方，也稱為異重流。方流向重率低的地方，也稱為異重流。18（4 4）河道水流的流速分布）河道水流的流速分布2 2、河道水流的水流結構、河道水流的水流結構8.1.2 8.1.2 河道水流的一般特性河道水流的一般特性河道水流具有三維性、不恒定性、不均勻性；河道水流具有三維性、不恒定性、不均勻性；通常用經驗方法研究河道水流流速分布；通常用經驗方法研究河道水流流速分布； 不能直接應用水力學所掌握的二維恒定均勻流流不能直接應用水力學所掌握的二維恒定均勻流流速分布公式來描述；速分布公式來描述；對于非常寬淺、水深沿河寬變化較小的平原河流，可對于非常寬淺、水深沿河寬變化較小的平原河流，

14、可近似用二維均勻流流速分布公式來描述河道水流的流近似用二維均勻流流速分布公式來描述河道水流的流速分布。速分布。 198.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類1 1 平原河流根據其平面形態和演變過程又可分為四種類型平原河流根據其平面形態和演變過程又可分為四種類型順直型或邊灘平移型順直型或邊灘平移型分汊型或交替消長型分汊型或交替消長型散亂型或游蕩型散亂型或游蕩型彎曲型或蜿蜒型彎曲型或蜿蜒型208.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類順直型或邊灘平移型主要特點：順直型或邊灘平移型主要特點：順直型或邊灘平移型順直型或邊灘平移型中水河槽順直微彎，邊

15、灘呈犬牙交錯分布，中水河槽順直微彎，邊灘呈犬牙交錯分布，并在洪水期向下游移動。并在洪水期向下游移動。形態特征形態特征演變特征演變特征2 2 不同河型的特點不同河型的特點218.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類彎曲型或蜿蜒型主要特點：彎曲型或蜿蜒型主要特點：彎曲型或蜿蜒型彎曲型或蜿蜒型中水河槽具有彎曲外形，深槽緊靠凹岸，邊灘依附凸岸；中水河槽具有彎曲外形，深槽緊靠凹岸，邊灘依附凸岸；約束彎道：約束彎道：河身在無約束條件下向下游蜿蜒蛇行；河身在無約束條件下向下游蜿蜒蛇行；凹岸沖蝕，凸岸淤長；凹岸沖蝕，凸岸淤長；自由彎道：自由彎道：平面形態基本保持不變。平面形態基本保

16、持不變。形態特征形態特征演變特征演變特征2 2 不同河型的特點不同河型的特點228.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類分汊型或交替消長型主要特點：分汊型或交替消長型主要特點：分汊型或交替消長型分汊型或交替消長型中水河槽分汊，一般為雙汊，也有多汊的中水河槽分汊，一般為雙汊，也有多汊的.各汊周期性地交替消長。各汊周期性地交替消長。形態特征形態特征演變特征演變特征2 2 不同河型的特點不同河型的特點238.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類散亂型或游蕩型散亂型或游蕩型散亂型或游蕩型主要特點：散亂型或游蕩型主要特點：沙灘密布，汊道縱橫；沙灘密

17、布，汊道縱橫；變化迅速，出沒無常。變化迅速，出沒無常。形態特征形態特征演變特征演變特征2 2 不同河型的特點不同河型的特點248.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類3 3 成型堆積體分布成型堆積體分布順直型或邊灘平移型順直型或邊灘平移型彎曲型或蜿蜒型彎曲型或蜿蜒型邊灘呈犬牙交錯分布在河道兩岸邊灘呈犬牙交錯分布在河道兩岸邊灘依附凸岸邊灘依附凸岸258.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類3 3 成型堆積體分布成型堆積體分布分汊型或交替消長型分汊型或交替消長型散亂型或游蕩型散亂型或游蕩型江心洲、心灘穩定、成型江心洲、心灘穩定、成型江心洲密布

18、、不穩定、江心洲密布、不穩定、極易遷徙。極易遷徙。268.1.3 8.1.3 平原沖積河流的河型分類平原沖積河流的河型分類上述四種河型，習慣上稱為：順直型、蜿蜒型、上述四種河型，習慣上稱為：順直型、蜿蜒型、分汊型及游蕩型。分汊型及游蕩型。27短期變形是相對于長期變形而言的。短期變形是相對于長期變形而言的。長期變形是指工程規劃設計必須考慮的數十年以至長期變形是指工程規劃設計必須考慮的數十年以至數百年內的河床變形。數百年內的河床變形。按河床演變的時間特征：長期變形，短期變形按河床演變的時間特征：長期變形，短期變形8.2.1 8.2.1 長期變形和短期變形長期變形和短期變形8.2 8.2 河床演變分

19、類河床演變分類28指河床有規律的沖淤交替，即在一定時期指河床有規律的沖淤交替，即在一定時期內河床處于沖刷發展狀態，此后一段時期內河床處于沖刷發展狀態，此后一段時期內，河床則處于淤積發展狀態，如此周期內，河床則處于淤積發展狀態，如此周期性的往復。性的往復。復歸性變形（周期性往復變形）復歸性變形（周期性往復變形）是指河道在相當長的時間內只是單一地是指河道在相當長的時間內只是單一地朝著某一方向發展的演變現象。朝著某一方向發展的演變現象。單向變形：單向變形：從河床演變的發展過程（及河床演變的方向性）：從河床演變的發展過程（及河床演變的方向性）：8.2.2 8.2.2 單向變形和復歸性變形單向變形和復歸

20、性變形8.2 8.2 河床演變分類河床演變分類29是河道在較長河段普遍的沖刷或淤積的現象，是河道在較長河段普遍的沖刷或淤積的現象，又稱長河段變形、大范圍變形。又稱長河段變形、大范圍變形。按河床演變的空間特征按河床演變的空間特征是在較短范圍內局部河床的沖淤變化。是在較短范圍內局部河床的沖淤變化。8.2.3 8.2.3 整體變形和局部變形整體變形和局部變形8.2 8.2 河床演變分類河床演變分類整體（長距離）變形整體（長距離）變形局部（短距離）變形局部（短距離）變形30長江中游某河段深泓線縱剖面的變化長江中游某河段深泓線縱剖面的變化指河道沿流程所發生的變形，即河床縱剖面的沖淤指河道沿流程所發生的變

21、形，即河床縱剖面的沖淤變化，如河床的下切、抬升等變化，如河床的下切、抬升等從河床演變的表現形式上從河床演變的表現形式上8.2 8.2 河床演變分類河床演變分類縱向變形縱向變形8.2.4 8.2.4 縱向變形和橫向變形縱向變形和橫向變形31長江中游某河段橫斷面的變化長江中游某河段橫斷面的變化指河床沿著與水流垂直方向發生的變形，如河灣的發展指河床沿著與水流垂直方向發生的變形，如河灣的發展（彎道凹岸沖刷、凸岸淤積），汊道的興衰等。（彎道凹岸沖刷、凸岸淤積），汊道的興衰等。橫向變形橫向變形從河床演變的表現形式上從河床演變的表現形式上8.2.4 8.2.4 縱向變形和橫向變形縱向變形和橫向變形8.2 8

22、.2 河床演變分類河床演變分類32按是否受人類干擾：自然變形，受人類干擾變形按是否受人類干擾：自然變形，受人類干擾變形8.2.5 8.2.5 自然變形和人為干擾變形自然變形和人為干擾變形8.2 8.2 河床演變分類河床演變分類上述河床演變分類，是為了從不同側面描述同一事物，上述河床演變分類，是為了從不同側面描述同一事物，把握其物理機制，而實際河流的河床演變現象往往是錯把握其物理機制，而實際河流的河床演變現象往往是錯綜復雜、難以分離的。綜復雜、難以分離的。33河段出口處的侵蝕基點。河段出口處的侵蝕基點。、河段上游的來沙量、來沙組成及、河段上游的來沙量、來沙組成及其變化過程；其變化過程；、河段上游

23、的來水量及其變化過程；、河段上游的來水量及其變化過程；8.3 8.3 影響河床演變的主要因素影響河床演變的主要因素8.3.1 8.3.1 影響河床演變的主要因素影響河床演變的主要因素（1 1）進口條件：）進口條件：、上游河道與本河段進口的銜接方式。、上游河道與本河段進口的銜接方式。（2 2）出口條件：）出口條件：泛指河流所在地區的地理、地質條件，泛指河流所在地區的地理、地質條件，包括河谷比降、河谷寬度、河底及河包括河谷比降、河谷寬度、河底及河岸組成以及河道幾何形態。岸組成以及河道幾何形態。（3 3）河床周界條件：）河床周界條件：34指能控制出口水面高程的各種水面，指能控制出口水面高程的各種水面

24、，如河面、湖面、海面等，也可以是能限如河面、湖面、海面等，也可以是能限制河流向縱深方向發展的抗沖巖層的相制河流向縱深方向發展的抗沖巖層的相應水面。應水面。8.3 8.3 影響河床演變的主要因素影響河床演變的主要因素8.3.1 8.3.1 影響河床演變的主要因素影響河床演變的主要因素侵蝕基點的概念：侵蝕基點的概念：在此點之上的河床高程并不是不可能在此點之上的河床高程并不是不可能侵蝕到低于此點的高程，而是侵蝕基點侵蝕到低于此點的高程，而是侵蝕基點以上的河道水面線和床面線都要受到此以上的河道水面線和床面線都要受到此點高程的制約。點高程的制約。358.3 8.3 影響河床演變的主要因素影響河床演變的主

25、要因素8.3.2 8.3.2 影響河床演變主要因素之間的關系影響河床演變主要因素之間的關系（1 1）河道的來水來沙條件是最主要的，另外兩個因素是）河道的來水來沙條件是最主要的，另外兩個因素是從屬條件；但出口侵蝕基準點或河床周界條件有時也可能從屬條件；但出口侵蝕基準點或河床周界條件有時也可能成為河床演變的主要因素。成為河床演變的主要因素。（2 2）三個因素不是相互獨立的，而是相互聯系和相互影）三個因素不是相互獨立的，而是相互聯系和相互影響的。響的。（2 2）三個因素隨時空發生變化。）三個因素隨時空發生變化。36反之，若某一河段，來沙量與水流的挾沙能力相適應，反之，若某一河段，來沙量與水流的挾沙能力相適應，即來沙量與水流挾沙力相等或接近，則水流處于輸沙平即來沙量與水流挾沙力相等或接近，則水流處于輸沙平衡狀態，河床河床既不沖刷也不淤積。衡狀態，河床河床既不沖刷也不淤積。所謂輸