第7章-1-1-hx.pdf

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1、第第7 7章章冲积河流的河型冲积河流的河型 不同河型及其分类不同河型及其分类3.13.1 河型成因分析中的极值条件假说河型成因分析中的极值条件假说3.23.2 冲积河流的河道演变冲积河流的河道演变3.33.3 本本 章章 主主 要要 内内 容容 1 2 复习上次课主要内容复习上次课主要内容 4 4、河型分类、河型分类 我国普遍采用谢鉴衡等（我国普遍采用谢鉴衡等（19811981，19901990） 与钱宁等（与钱宁等（19871987）提出的河型划分方法，）提出的河型划分方法， 即将冲积河流划分为：即将冲积河流划分为：顺直型河流、蜿顺直型河流、蜿 蜒型河流、分汊型河流、游荡型河流蜒型河流、分汊

2、型河流、游荡型河流四四 种基本类型的河流。种基本类型的河流。 顺直型河道顺直型河道 蜿蜒型河道蜿蜒型河道 分汊型河道分汊型河道 游荡型河道游荡型河道 7.3 冲积河流的河道演变 4 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 7.3 7.3 冲积河流的河道演变冲积河流的河道演变 1 1、顺直型河段是指某些河身比较顺直而又、顺直型河段是指某些河身比较顺直而又 不太长的河段。不太长的河段。 说明 5 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 2 2、几何形态、几何形态 （1 1）从平面上看，河段河身比较顺直，河）从平面上看，河段河身比较顺直，河 槽两侧分布有犬牙交错的槽两侧分布有犬牙交错的边滩和深槽

3、边滩和深槽。 6 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 前苏联的第聂伯河前苏联的第聂伯河 1 1为边滩，为边滩，2 2为深槽，为深槽，3 3为浅滩为浅滩 4 4为深弘线为深弘线 1 1 2 2 3 3 1 1 1 1 2 2 深槽：深槽：因水流冲刷或环流作用形成的水深较深的局部因水流冲刷或环流作用形成的水深较深的局部 水域或河段。水域或河段。 7 在冲击平原河流上，总有各种不同形式的淤积在冲击平原河流上，总有各种不同形式的淤积 体，而联结、下边滩，隔断上、下深槽的沙梗体，而联结、下边滩，隔断上、下深槽的沙梗 是常见的泥沙成型淤积体之一，其水深通常比是常见的泥沙成型淤积体之一，其水深通常比

4、邻近水域的水深小，通称为邻近水域的水深小，通称为浅滩浅滩。 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 浅滩浅滩是上下深槽之间较短的过渡段，因是上下深槽之间较短的过渡段，因输沙不输沙不 平衡而造成的局部淤积平衡而造成的局部淤积。 8 浅滩是浅滩是河床水面以下的堆积物，由于河床水流河床水面以下的堆积物，由于河床水流 速度的变化，水流的侵蚀和堆积作用交替进行，速度的变化，水流的侵蚀和堆积作用交替进行， 因此河床纵剖面往往是波状起伏的，沿河交替因此河床纵剖面往往是波状起伏的，沿河交替 分布着浅滩和深槽，分布着浅滩和深槽，堆积的部分是浅滩，侵蚀堆积的部分是浅滩，侵蚀 的部分是深槽。的部分是深槽。 一、顺

5、直型河道的演变一、顺直型河道的演变 9 顺直河道浅滩深潭形态中的水流运动顺直河道浅滩深潭形态中的水流运动 10 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 顺直型河段顺直型河段深泓线纵剖面特征深泓线纵剖面特征与蜿蜒型河段相与蜿蜒型河段相 似，沿程起伏相间，但变幅较小。似，沿程起伏相间，但变幅较小。 判断顺直型河段的主要指标是判断顺直型河段的主要指标是曲折系数曲折系数，一般，一般 小于小于1.51.5。 深泓线（溪线）：河道中各横深泓线（溪线）：河道中各横 断面最大水深点的连线。断面最大水深点的连线。 也称弯曲系数，或弯曲率。指也称弯曲系数，或弯曲率。指 沿河流中深泓线两点间的实际沿河流中深泓线两

6、点间的实际 长度与其直线距离的比值。长度与其直线距离的比值。 11 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （1 1）对顺直型河段水面比降）对顺直型河段水面比降J J的观测表明：在造的观测表明：在造 床流量下，边滩头部水位沿程降低，滩尾水位沿床流量下，边滩头部水位沿程降低，滩尾水位沿 程略有升高，而深槽部分则恰好相反。程略有升高，而深槽部分则恰好相反。 由于边滩的存在，水流在边滩高程以下呈弯由于边滩的存在，水流在边滩高程以下呈弯 曲状，产生离心力，因而曲状，产生离心力，因而深槽一侧的水位略高于深槽一侧的水位略高于 边滩的一侧，形成横比降边滩的一侧，形成横比降，其大

7、小与纵比降属同，其大小与纵比降属同 一数量级，而且随流量的减小而增大。一数量级，而且随流量的减小而增大。 顺直型河道同样存在环流。顺直型河道同样存在环流。 12 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （2 2）由于存在深槽和浅滩，不同流量）由于存在深槽和浅滩，不同流量Q Q，低水位，低水位 时，浅滩段水深时，浅滩段水深h h小，比降小，比降J J陡，流速陡，流速U U较大；较大； 深槽段水深深槽段水深h h大、比降大、比降J J小，流速小，流速U U较小。较小。 （3 3）枯水期浅滩冲刷，深槽淤积；）枯水期浅滩冲刷，深槽淤积； 洪水期浅滩淤积，深槽冲刷。洪水期浅

8、滩淤积，深槽冲刷。 13 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 4 4、输沙特性、输沙特性 从横向分布来看，边滩的推移质输沙率远大从横向分布来看，边滩的推移质输沙率远大 于深槽的推移质输沙率；从纵向分布看，边滩中于深槽的推移质输沙率；从纵向分布看，边滩中 部输沙率大于滩头和滩尾的。部输沙率大于滩头和滩尾的。 而深槽则相反，中部输沙率小于深槽头部和而深槽则相反，中部输沙率小于深槽头部和 尾部的。尾部的。 14 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 5 5、演变规律、演变规律 （1 1）深槽与浅滩冲淤交替深槽与浅滩冲淤交替 枯水期浅滩水面坡降大，产生冲刷，冲刷枯水期浅滩水面坡降大，产生冲刷

9、，冲刷 的泥沙在下一个深槽中淤积；洪水期深槽水面的泥沙在下一个深槽中淤积；洪水期深槽水面 坡降大，产生冲刷，泥沙从深槽又被搬运到下坡降大，产生冲刷，泥沙从深槽又被搬运到下 个浅滩上淤积。深槽与浅滩冲淤交替变化，引个浅滩上淤积。深槽与浅滩冲淤交替变化，引 起河床变形。起河床变形。 15 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 5 5、演变规律、演变规律 （2 2）边滩、深槽、浅滩作为一个整体向下游移动边滩、深槽、浅滩作为一个整体向下游移动 当河岸不可冲刷时，主要特征为：犬牙交错的当河岸不可冲刷时，主要特征为：犬牙交错的 边滩向下游移动，同时，深槽和浅滩也同步向下游边滩向下游移动，同时，深槽和浅

10、滩也同步向下游 移动。移动。 16 (2)(2)交错边滩向下游移动，可以看成是推移质运行的一种交错边滩向下游移动，可以看成是推移质运行的一种 体现形式。体现形式。 在水流的作用下，边滩头部的流速和推移质输沙率都在水流的作用下，边滩头部的流速和推移质输沙率都 大于滩尾，故滩头表现为冲刷后退，滩尾则淤积下延，整大于滩尾，故滩头表现为冲刷后退，滩尾则淤积下延，整 个边滩向下游缓慢移动。个边滩向下游缓慢移动。 同一河岸，上一边滩滩尾的淤积下移和下一边滩头同一河岸，上一边滩滩尾的淤积下移和下一边滩头 部的冲刷后退所引起的两边滩间深槽的变化，则表现为深部的冲刷后退所引起的两边滩间深槽的变化，则表现为深 槽

11、首部淤积，尾部冲刷，整个深槽相应下移。槽首部淤积，尾部冲刷，整个深槽相应下移。 边滩、深槽的下移，使位于其间的浅滩也相应下移。边滩、深槽的下移，使位于其间的浅滩也相应下移。 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 5 5、演变规律、演变规律 17 (2)(2)顺直型河段的演变是通过推移质运行使边顺直型河段的演变是通过推移质运行使边 滩、深槽、浅滩作为一个整体下移的。滩、深槽、浅滩作为一个整体下移的。 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 5 5、演变规律、演变规律 18 维斯雷河演变维斯雷河演变 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 5 5、演变规律、演变规律 说明 19 一、顺直型

12、河道的演变一、顺直型河道的演变 5 5、演变规律、演变规律 （2 2）根据河岸土质情况，可能存在周期性展宽现根据河岸土质情况，可能存在周期性展宽现 象。象。 例如，河段河岸抗冲性较强，而由沙粒组成的例如，河段河岸抗冲性较强，而由沙粒组成的 河床活动性则很大，当边滩下下游移动时，两岸可河床活动性则很大，当边滩下下游移动时，两岸可 冲刷的河岸为边滩所掩护而停止冲刷。与此相应，冲刷的河岸为边滩所掩护而停止冲刷。与此相应， 之前受边滩掩护的河岸则重新被水冲刷。这样经过之前受边滩掩护的河岸则重新被水冲刷。这样经过 一段时间，在较长的河段内两岸都会发生冲刷。一段时间，在较长的河段内两岸都会发生冲刷。 河床

13、逐渐展宽河床逐渐展宽。 20 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 5 5、演变规律、演变规律 （2 2）根据河岸土质情况，可能存在周期性展宽现）根据河岸土质情况，可能存在周期性展宽现 象。象。 当展宽到一定程度后，边滩受水流切割而成为当展宽到一定程度后，边滩受水流切割而成为 江心滩或江心滩或江心洲江心洲。 以后随着某一汊的淤塞，江心洲与河岸相联，以后随着某一汊的淤塞，江心洲与河岸相联， 岸线向河心推进，岸线向河心推进，河道再一次束窄河道再一次束窄。 展宽与束窄交替出现。展宽与束窄交替出现。 江心洲：在河道中水位江心洲：在河道中水位 以上露且两岸不相连接以上露且两岸不相连接 的淤积地。的淤

14、积地。 21 当较长河段的当较长河段的两岸存在抗冲性较强的物质两岸存在抗冲性较强的物质，如基，如基 岩、粘土层、间距较密的节点时，河道的岩、粘土层、间距较密的节点时，河道的横向发横向发 展受到限制展受到限制，往往能形成顺直河段。，往往能形成顺直河段。 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 6 6、形成条件、形成条件 22 一、顺直型河道的演变一、顺直型河道的演变 7 7、不利影响、不利影响 （1 1）浅滩位臵不固定，航道多变）浅滩位臵不固定，航道多变 （2 2）边滩运行至港口，造成港口淤积）边滩运行至港口，造成港口淤积 （3 3）对取水的影响）对取水的影响 8 8、解决办法、解决办法 固定

15、边滩，使其不向下游移动，达到稳定整固定边滩，使其不向下游移动，达到稳定整 个顺直型河段的目的。个顺直型河段的目的。 工程措施，主要是修建上挑式淹没丁坝群，工程措施，主要是修建上挑式淹没丁坝群， 即可防止滩头的冲刷，又可加强边滩的淤积，使即可防止滩头的冲刷，又可加强边滩的淤积，使 整个边滩稳定不变。整个边滩稳定不变。 23 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 1 1、蜿蜒型河道蜿蜒型河道，又称为弯曲型河道，是冲积平原，又称为弯曲型河道，是冲积平原 上最常见的一种河型。上最常见的一种河型。 蜿蜒型河道多出现在河谷比较开阔，两岸无蜿蜒型河道多出现在河谷比较开阔，两岸无 较密对称控制的河段中，其

16、河岸和河底均由可冲较密对称控制的河段中，其河岸和河底均由可冲 刷土壤组成。从土壤地质看，绝大多数河岸是粘刷土壤组成。从土壤地质看，绝大多数河岸是粘 性土壤和中细沙或沙砾组成的二元结构。河段中性土壤和中细沙或沙砾组成的二元结构。河段中 流量变幅小，中水期较长，比降平缓，流速不大。流量变幅小，中水期较长，比降平缓，流速不大。 24 蜿蜒型河道在我国以及世界上分布甚广，多出蜿蜒型河道在我国以及世界上分布甚广，多出 现在河流的中下游，如有“九曲回肠”之称的现在河流的中下游，如有“九曲回肠”之称的 长江下游荆江河段和汉江下游、渭河下游等，长江下游荆江河段和汉江下游、渭河下游等， 均为典型的弯曲型或蜿蜒型

17、河段均为典型的弯曲型或蜿蜒型河段。 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 秘秘鲁鲁迦迦波迦迦波亚亚山山区区河流河流 长江下游荆江蜿蜒型河段长江下游荆江蜿蜒型河段 25 图图 长江下游荆江平面变化长江下游荆江平面变化 26 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 2 2、形态特征、形态特征 从平面上看从平面上看，蜿蜒型，蜿蜒型 河段是由一系列正反相间河段是由一系列正反相间 的弯道和介乎期间的过渡的弯道和介乎期间的过渡 段衔接而成的。其一般形段衔接而成的。其一般形 态是左弯右曲，两个相反态是左弯右曲，两个相反 弯道间，由直线过渡段相弯道间，由直线过渡段相 连。连。 图图7 7- -1212

18、弯道平面形态的描述方法弯道平面形态的描述方法 27 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 2 2、形态特征、形态特征 其中具有曲率的部分称其中具有曲率的部分称 为为弯道段弯道段，连接上下正反，连接上下正反 两个弯道段的直线部分称两个弯道段的直线部分称 为为过渡段过渡段，弯道段自进口，弯道段自进口 到出口所夹的角度称为弯到出口所夹的角度称为弯 道中心角，主流逼近凹岸道中心角，主流逼近凹岸 的位臵称为的位臵称为顶冲点顶冲点。 图图7 7- -1212 弯道平面形态的描述方法弯道平面形态的描述方法 凹岸：凹向水流 的河岸为凹岸。 28 图图7 7- -1212 弯道平面形态的描述方法弯道平面形态

19、的描述方法 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 2 2、形态特征、形态特征 弯道相邻顶点的直线距弯道相邻顶点的直线距 离称为离称为弯道波长（弯道波长（），）， 其间的河道长度称为其间的河道长度称为流路流路 长（长（M ML）。 29 河流的弯曲程度的表示方法：河流的弯曲程度的表示方法： 总弯曲系数：总弯曲系数：TSTS河道长度河道长度/ /直线长度直线长度 河谷弯曲系数：河谷弯曲系数：VSVS河谷长度河谷长度/ /直线长度直线长度 水力弯曲系数：水力弯曲系数： (TS(TS- -VS)100/ (TSVS)100/ (TS- -1)1) 地形弯曲系数：地形弯曲系数： (VS(VS- -1

20、)100/ (TS1)100/ (TS- -1)1) 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 2 2、形态特征、形态特征 30 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 2 2、形态特征、形态特征 河流的弯曲程度的表示方法：河流的弯曲程度的表示方法： 在较长的蜿蜒型河道上，在较长的蜿蜒型河道上，总弯曲系数描述总弯曲系数描述为，自上为，自上 游过渡段中点起沿河道中心线至最后一个过渡段中游过渡段中点起沿河道中心线至最后一个过渡段中 点止的曲线长度（点止的曲线长度（河道长度河道长度）与起点至终点的）与起点至终点的直线直线 长度长度之比。之比。 对单个河弯而言，上下两个过渡段的中点之间的曲对单个河弯

21、而言，上下两个过渡段的中点之间的曲 线长度与直线长度之比为该河弯的弯曲系数。线长度与直线长度之比为该河弯的弯曲系数。 31 例如，长江微弯河段的总弯曲系数为例如，长江微弯河段的总弯曲系数为1.11.11.41.4， 蜿蜒河段总弯曲系数可达蜿蜒河段总弯曲系数可达1.81.83.03.0。 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 2 2、形态特征、形态特征 32 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 2 2、形态特征、形态特征 从横断面上看从横断面上看，弯道呈不对称三角形，凹岸一侧，弯道呈不对称三角形，凹岸一侧 坡陡水深，凸岸一侧坡缓水浅。过渡段是呈对称坡陡水深，凸岸一侧坡缓水浅。过渡段是呈

22、对称 的抛物线形或梯形，由弯道段至过渡段断面形态的抛物线形或梯形，由弯道段至过渡段断面形态 是逐渐变化的。是逐渐变化的。 从纵剖面上看从纵剖面上看，其深泓线是沿程起伏的，弯道段，其深泓线是沿程起伏的，弯道段 高程较低，过渡段较高。高程较低，过渡段较高。 33 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （1 1）蜿蜒型河段的水流运动受重力和离心惯性）蜿蜒型河段的水流运动受重力和离心惯性 力的双重作用，其等压面与重力和离心惯性力的力的双重作用，其等压面与重力和离心惯性力的 合力方向垂直，因而水位横向呈曲线变化，合力方向垂直，因而水位横向呈曲线变化，凹岸凹岸 一侧的水位恒

23、高于凸岸一侧。一侧的水位恒高于凸岸一侧。 34 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 图 弯道水位等高线（单位mm） 35 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （2 2）凹岸一侧的水位恒高于凸岸一侧，就形成）凹岸一侧的水位恒高于凸岸一侧，就形成 了了横比降横比降，最大值一般出现在弯道顶点附近，而，最大值一般出现在弯道顶点附近，而 向上下游两个方向逐渐减小。向上下游两个方向逐渐减小。 36 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （3 3）横比降的存在，必然产生）横比降的存在，必然产生横向环流横向环流

24、，环流，环流 的方向，其上部恒指向凹岸，下部恒指向凸岸。的方向，其上部恒指向凹岸，下部恒指向凸岸。 37 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 （4 4）弯道水流由于受）弯道水流由于受重力重力和和离心力离心力作用，形成作用，形成 表层水流流向凹岸，底层水流流向凸岸的封闭水表层水流流向凹岸，底层水流流向凸岸的封闭水 流，这种封闭水流与纵向水流结合在一起，形成流，这种封闭水流与纵向水流结合在一起，形成 一种螺旋前进的水流，称为一种螺旋前进的水流，称为弯道横向环流弯道横向环流。 3 3、水流特性、水流特性 38 39 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （5 5

25、）不是只有弯道才能产生环流，凡是水流弯）不是只有弯道才能产生环流，凡是水流弯 曲的部位都存在环流，边滩的存在促使水流弯曲，曲的部位都存在环流，边滩的存在促使水流弯曲， 所以顺直河段也存在环流。所以顺直河段也存在环流。 40 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （6 6）水动力轴线）水动力轴线 纵向水流各断面最大垂线平均流速处的连线，纵向水流各断面最大垂线平均流速处的连线， 称为称为水动力轴线或主流线水动力轴线或主流线。 弯道水流主流线一般在弯道进口段或者在弯弯道水流主流线一般在弯道进口段或者在弯 道上游过渡段常偏离凸岸，进入弯道后逐渐向凹道上游过渡段常偏离凸岸

26、，进入弯道后逐渐向凹 岸偏移，至弯顶上游部位时靠近凹岸，自顶冲点岸偏移，至弯顶上游部位时靠近凹岸，自顶冲点 以下相当长的距离内，都贴近凹岸。以下相当长的距离内，都贴近凹岸。 41 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （6 6）水动力轴线）水动力轴线 另一个特点是另一个特点是低水傍岸，高水居中（俗称低低水傍岸，高水居中（俗称低 水走弯，高水走滩）水走弯，高水走滩）。枯水期主流线曲率最大，。枯水期主流线曲率最大， 靠近凹岸；洪水期主流线曲率小，偏离凹岸。与靠近凹岸；洪水期主流线曲率小，偏离凹岸。与 此相应，水流对凹岸的顶冲点位臵是随水流流量此相应，水流对凹岸的顶冲

27、点位臵是随水流流量 大小而改变的，洪水时顶冲点位臵在弯顶以下，大小而改变的，洪水时顶冲点位臵在弯顶以下， 枯水时一般在弯顶附近或弯顶以上。枯水时一般在弯顶附近或弯顶以上。 42 43 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 3 3、水流特性、水流特性 （7 7）纵向水流是横向环流赖以形成的基础，横）纵向水流是横向环流赖以形成的基础，横 向环流沿程的变化又反作用于纵向流速沿横向和向环流沿程的变化又反作用于纵向流速沿横向和 纵向的分布。因为弯道水流具有强烈的三维性。纵向的分布。因为弯道水流具有强烈的三维性。 是纵向水流和横向水流结合起来形成的螺旋流。是纵向水流和横向水流结合起来形成的螺旋流。 螺

28、旋流在弯道横向铅直面的投影即表现为螺旋流在弯道横向铅直面的投影即表现为横向环横向环 流。流。 44 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 4 4、输沙特性、输沙特性 弯道河段泥沙运动与弯道河段泥沙运动与螺旋流螺旋流关系密切。关系密切。 在横向环流的作用下，含沙量小的表层水流在横向环流的作用下，含沙量小的表层水流 不断流向凹岸，冲刷凹岸，并折向河底，挟带大不断流向凹岸，冲刷凹岸，并折向河底，挟带大 量泥沙流向凸岸使凸岸发生淤积，形成横向输沙量泥沙流向凸岸使凸岸发生淤积，形成横向输沙 不平衡。不平衡。 45 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 4 4、输沙特性、输沙特性 弯道河段泥沙运动

29、与弯道河段泥沙运动与螺旋流螺旋流关系密切。关系密切。 纵向水流对凹岸的纵向水流对凹岸的顶冲作用顶冲作用，使凹岸坍塌，使凹岸坍塌， 坍塌下的泥沙被底流带向凸岸淤积，其结果形成坍塌下的泥沙被底流带向凸岸淤积，其结果形成 凹岸刷坍后退，凸岸边滩不断淤积延伸。凹岸刷坍后退，凸岸边滩不断淤积延伸。 由于水流中的泥沙沿垂线分布上细下粗，所由于水流中的泥沙沿垂线分布上细下粗，所 以水流挟带运往凸岸的泥沙多为粗沙。以水流挟带运往凸岸的泥沙多为粗沙。 46 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 4 4、输沙特性、输沙特性 弯道河段泥沙运动与弯道河段泥沙运动与螺旋流螺旋流关系密切。关系密切。 由于水流中的泥沙

30、含沙量沿垂线分布上细下由于水流中的泥沙含沙量沿垂线分布上细下 粗，所以水流挟带运往凸岸的泥沙多为粗沙。环粗，所以水流挟带运往凸岸的泥沙多为粗沙。环 流横向输沙，愈接近河底所占分量愈大。环流下流横向输沙，愈接近河底所占分量愈大。环流下 部的输沙率恒大于上部。泥沙的横向净输移量总部的输沙率恒大于上部。泥沙的横向净输移量总 是朝向环流下部所指的方向，即凸岸方向。是朝向环流下部所指的方向，即凸岸方向。 47 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 5 5、形成条件、形成条件 （1 1）河床的土壤组成与结构，对冲刷坍岸的河床的土壤组成与结构，对冲刷坍岸的 发展影响较大。发展影响较大。当河岸土壤组成具有

31、可冲性，当河岸土壤组成具有可冲性， 且其稳定性又大于河底时，有利于蜿蜒型河且其稳定性又大于河底时，有利于蜿蜒型河 段的形成。段的形成。 （2 2）河段内纵向输沙基本平衡河段内纵向输沙基本平衡，即凹岸的泥，即凹岸的泥 沙冲刷量基本上等于凸岸的泥沙淤积量，河沙冲刷量基本上等于凸岸的泥沙淤积量，河 段内泥沙交换主要是横向泥沙交换，有利于段内泥沙交换主要是横向泥沙交换，有利于 蜿蜒型河段形成。蜿蜒型河段形成。 48 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 5 5、形成条件、形成条件 (3)(3)从来水来沙特性说，从来水来沙特性说，造床作用时间长造床作用时间长，即，即 有较长时间的中水期，流量变幅小，

32、水位涨落有较长时间的中水期，流量变幅小，水位涨落 不是过于猛烈或频繁，利于蜿蜒型河段的形成。不是过于猛烈或频繁，利于蜿蜒型河段的形成。 (4)(4)洪水期水面坡降较缓洪水期水面坡降较缓，滩面有植被滩面有植被，减缓，减缓 边滩移动速度，便于边滩发育，有利于蜿蜒型边滩移动速度，便于边滩发育，有利于蜿蜒型 河段的形成。河段的形成。 49 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 (1)(1)凹岸崩溃、凸岸淤长凹岸崩溃、凸岸淤长 在河湾中存在着稳定的单向环流，面流指向凹在河湾中存在着稳定的单向环流，面流指向凹 岸，底流指向凸岸。岸，底流指向凸岸。 由于含沙量沿水深分布不均，

33、水面含沙量小，由于含沙量沿水深分布不均，水面含沙量小， 河底含沙量大，因此流向凹岸的表层水流的含沙量，河底含沙量大，因此流向凹岸的表层水流的含沙量， 远小于流向凸岸的底层水流的含沙量，流经凹岸的远小于流向凸岸的底层水流的含沙量，流经凹岸的 表层水流，从凹岸攫取泥沙，但当流经凸岸时，又表层水流，从凹岸攫取泥沙，但当流经凸岸时，又 释放出多余的泥沙，结果导致河湾的凹岸溃退和凸释放出多余的泥沙，结果导致河湾的凹岸溃退和凸 岸淤长。岸淤长。 50 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 (2)(2)河湾的发展和蠕动河湾的发展和蠕动 凹岸溃退和凸岸淤长使得河湾在平面上产生横

34、向位移，凹岸溃退和凸岸淤长使得河湾在平面上产生横向位移， 但是这个位移在整个弯道上并不是均匀分布的。在弯道下半但是这个位移在整个弯道上并不是均匀分布的。在弯道下半 部，水流动力轴线经常逼近、顶冲凹岸，环流强度较大，崩部，水流动力轴线经常逼近、顶冲凹岸，环流强度较大，崩 坍较严重，结果使河湾曲率半径变小，中心角增大，并使整坍较严重，结果使河湾曲率半径变小，中心角增大，并使整 个河湾呈现向下游蠕动的趋势。最常见的蠕动形式是：若第个河湾呈现向下游蠕动的趋势。最常见的蠕动形式是：若第 一个弯道不断向右蠕动，则第二个弯道不断向左蠕动，第三一个弯道不断向右蠕动，则第二个弯道不断向左蠕动，第三 个弯道又不断

35、向右蠕动进而整个河段也缓慢地向下游蠕动。个弯道又不断向右蠕动进而整个河段也缓慢地向下游蠕动。 51 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 (2)(2)河湾的发展和蠕动河湾的发展和蠕动 52 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 (3)(3) 自然裁弯、切滩、撇弯、自然裁弯、切滩、撇弯、 蜿蜒型河段的发展由于某些原因（例如河岸蜿蜒型河段的发展由于某些原因（例如河岸 土壤抗冲能力较差），使同一岸两个弯道的弯顶土壤抗冲能力较差），使同一岸两个弯道的弯顶 崩退，形成急刷河环和狭颈。狭颈的起止点相距崩退，形成急刷河环和狭颈。狭颈的起止点相距

36、 很近，而水位差较大，如遇洪水漫滩，在比降陡很近，而水位差较大，如遇洪水漫滩，在比降陡 流速大的情况下便可使狭颈冲开，分泄一部分水流速大的情况下便可使狭颈冲开，分泄一部分水 流而形成新河。这一现象称为流而形成新河。这一现象称为自然裁弯自然裁弯。 自然裁弯自然裁弯是在两个河湾之间的狭颈上进行。是在两个河湾之间的狭颈上进行。 53 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 图图自然裁弯自然裁弯 （a a）长江碾子湾）长江碾子湾（b b）汉江新沟弯道）汉江新沟弯道 54 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 (3)(3) 自然裁弯、切滩、撇

37、弯、自然裁弯、切滩、撇弯、 河湾曲率半径适中，而凸岸边滩（抗冲河湾曲率半径适中，而凸岸边滩（抗冲 能力差）延展较宽且低时，遇到较大的洪水，能力差）延展较宽且低时，遇到较大的洪水， 凸岸边滩被水流切割形成串沟，分泄一部分凸岸边滩被水流切割形成串沟，分泄一部分 流量，这种突变称为流量，这种突变称为切滩切滩。切滩发生在同一。切滩发生在同一 河湾的凸岸。河湾的凸岸。 自然裁弯对河势的影响比切滩大。自然裁弯对河势的影响比切滩大。 55 图 长江下荆江 监利湾曾于 1970年发生 切滩 56 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 (3)(3) 自然裁弯、切滩、撇弯、自然裁弯、切滩、撇弯、 当河流发展成曲率半径很小的当河流发展成曲率半径很小的急弯急弯后，后， 遇到交大洪水，水流弯曲半径远大于河湾曲遇到交大洪水，水流弯曲半径远大于河湾曲 率半径，这时在主流带与凹岸急弯之间产生率半径，这时在主流带与凹岸急弯之间产生 回流，使原凹岸淤积，这一现象称为回流，使原凹岸淤积，这一现象称为撇滩撇滩。 撇弯时，凹岸是淤积的，有异于弯道演撇弯时，凹岸是淤积的，有异于弯道演 变的一般规律。变的一般规律。 57 二、蜿蜒型河道的演变二、蜿蜒型河道的演变 6 6、演变规律、演变规律 (3)(3) 自然裁弯、切滩、撇弯、自然裁弯、切滩、撇弯、 图 上车湾撇湾 58