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文檔簡介

3.3山區河流和平原河流的水流泥沙運動年內:Q、Z變幅均較大(川江Q=3000~80000m3/s,ΔZ=20~30m,個別地方超過50m)洪水陡漲陡落(川江水位日落差達10余m)沒有明顯中水期

①山區河流的水流運動(1)水流運動山區河流水流運動年際:Q、Z同期變幅也較大,巫山站Z年變幅55.6m水面比降大,沿程沿時變化亦較大

——水電資源豐富山區河流水流運動流速較大---烏江中游16處險灘,V=6~8m/s,川江觀音灘V達8.77m/s。流態紊亂險惡---回流、泡水、漩渦、跌水、水躍、橫流、剪刀水等。泡:水激上升,宛如沸者漩:水由外向內回旋,中心有凹陷者。川江過去有泡高3尺,漩深1丈,直徑30~40m,如著名的蓮沱三泡等,這種水流現象給航運帶來許多危險。流態紊亂時山區河流是航道整治的重點年內:Q、Z變幅明顯較山區河流?。ㄇG江段洪枯比為13,小于川江的26.7;水位變幅為13m,小于川江的50m)洪水期明顯(東江5~8月,長江6~9月)洪水過程線一般為矮胖型②平原河流的水流運動平原河流水流運動:流速較小,水面比降平緩,水流流態也較平緩。長江下游江面開闊,水流平穩水深地方流速大

懸移質通常次飽和,甚至于全為沖瀉質,與床沙交換弱推移質數量較大(川江為懸沙的10%),卵石推移質也較多,但運動速度不大(川江卵石V=2.8~12.6m/d)滑坡泥石流災害頻發

懸移質能從河床獲得補給,其床沙質部分多處于飽和狀態;推移質一般為沙質推移質灘槽水沙交換頻繁①山區河流的泥沙運動(2)泥沙運動②平原河流的泥沙運動

河床多由原生基巖、亂石或卵石組成。懸移質主要是中細沙和粘土;推移質主要是卵石和粗沙。3.4

山區河流和平原河流的河床演變

總趨勢----比降陡、流速大、含沙量不飽和,導致向沖刷方向發展,但進程一般非常緩慢;

局部----由于特殊的河道邊界及水流條件,在一定時段內也有較為明顯的沖淤演變過程(階段現象)。(1)山區河流河床演變卵石運動引起的河床演變懸移質運動引起的河床演變以溪口灘形式出現的河床演變特殊演變現象常見的河床演變卵石運動引起的河床演變特點:汛期淤積壯大,枯季沖刷萎縮,年內基本平衡懸移質運動引起的河床演變——寬谷河段下游峽谷壅水引起懸移質運動引起的河床演變——寬谷河段主流擺動引起以溪口灘形式出現的河床演變特殊演變現象——很短時間內將河道部分或者全部堵塞山崩(MountainSlide,Land-fall)滑坡(LandSlide,EarthSlide)

地震(Earthquake)泥石流(DebrisFlow)不同河型及其分類平面形態

多流路河道的形態和成因更為多樣化、不易給出一個概括性強又普遍適用的分類方法。多流路河道(multi-thread)單流路河道(single-thread)(2)平原河流河床演變表現為成型堆積體的演變汛期淤積壯大,枯季沖刷萎縮,并有平面位移與河型關系很大不同河型及其分類不同河型及其分類河道的基本平面形態包括:單流路河道:順直、彎曲、蜿蜒擺動多流路河道:江心洲型、分汊型、游蕩型,網狀河道。其中彎曲河道呈蜿蜒(meander)或不斷變化的蜿蜒擺動形態。第二章河床演變的基本原理河床演變

天然河流總處在發展變化過程中。修建工程后,河床變化將加劇,需要進行合理整治,要求我們掌握河床演變的基本原理。河床演變?廣義狹義

指從河源到河口所流經河谷的各個部分的形成和發展的整個歷史過程。

僅限于近代沖積河床的演變發展。泛指自然情況及修建整治建筑物后河床發生的沖淤變化過程。河流地貌學的研究范疇河床演變學的研究范疇河道的變化自然或人為原因造成水流和河床相互作用的結果通過泥沙的沖淤來實現何謂河床演變?

本章重點討論平原沖積河流的問題,其基本原理對有一定沖積層的山區河流依然適用。第一節河床演變分類長期變形針對沖積河流,河床演變因分類標準不同而異短期變形時間特征

短期變形與長期變形是相對的,若用長時間尺度去衡量短時間尺度變形,可認為是不變的。eg.河底沙波運動引起的河床變形歷時數小時至數天水下成型堆積體引起的河床變形達數月乃至數年;彎曲河流的演變則可能長達數百年以上。

特殊的,修建水庫后壩上下游發生的沖淤改變成階梯式的河流縱剖面,不能認為不變。大范圍變形Deformationcoveringalargearea局部變形Deformationcoveringasmallarea-空間特征縱向變形Longitudinaldeformation橫向變形Transversedeformation演變形式eg.壩上游沿程淤積和壩下游沿程沖刷縱向變形Longitudinaldeformation橫向變形Transversedeformation演變形式單向變形復歸性變形方向性單向沖刷單向淤積有規律的沖淤交替自然變形人為干擾變形干擾因素修建水利樞紐上述變形特性交織一起不同的水沙條件、侵蝕基點及河床周界決定不同的河床變形,由此也表現出不同的特性。第二節影響河床演變的主要因素進口條件具有動邊界的水沙兩相流必會發生河床演變出口條件主要因素河床周界條件河段上游來水量及其變化過程河段上游來沙量、來沙組成及其變化過程侵蝕基點條件地理條件地質條件各因素之間的關系入口水沙條件是主導因素;各因素地位不等,但缺一不可;各因素因時變化各因素綜合影響決定了水沙輸移,決定了河道自身特點及演變特征。侵蝕基準點江河湖海的表面等河道縱剖面末端抗沖巖層的水面水庫、橋梁、治導工程等水工建筑物可能改變侵蝕基點第三節河床演變的基本原理動床水沙兩相流的內在矛盾河床演變根本原因:輸沙不平衡外部條件的不恒定性

引起輸沙不平衡的原因結論:

河流內在矛盾的發展河流外部條件的變化破壞輸沙平衡維持河床演變即為河床演變的基本原理當來沙量與挾沙力相等時不發生變形—平衡當來沙量與挾沙力不相等時—平衡破壞—變形(沖淤)輸沙不平衡導致河床演變為何會發生河床沖淤演變?結論:河床演變永遠朝著使演變停止的方向發展輸沙平衡是相對的輸沙不平衡是永遠的、絕對的第四節河流的自動調整作用

由輸沙不平橫引起的河床變形,在一定條件下,往往朝著恢復輸沙平衡,使變形朝著停止的方向發展,這就是河床的自動調整作用或者說是沖積河流的平衡傾向性。(1)定義:S>S*→deposition→S↘→H↘,U↗,J↗,bedmaterialD↘,suspendedloadd↘→S*↗直到S-S*→0(2)機理

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