河床演變
正文
河床在自然情況下,或受人為干擾後,發生的沖淤變化。河床演變就其表現形式而言,有縱向變形和橫向變形。縱向變形是河床縱剖面和橫斷面的沖淤變化。橫向變形是河流在平面上的擺動。河床演變就發展方向而言,有單向變形和往復變形。單向變形是河床在較長時期內向沖刷或淤積方向的發展。往復變形是河床在一定時期內的沖淤交替變化。河床演變就影響範圍而言,有長河段的普遍變形和局部變形。各種形式的河床變形往往是錯綜複雜地交織在一起的。河床演變是水流與河床不斷相互作用的過程,在這一過程中,泥沙運動是紐帶。任一河段在特定水流條件下有一定挾沙能力。當上游來沙量與水流挾沙能力互相適應時,水流處於輸沙平衡狀態,河床保持相對穩定;如上游來沙量與水流挾沙能力不適應,水流輸沙不平衡,河床就產生相應沖淤變化。河床變化反過來又會改變水流條件,從而引起水流挾沙能力的變化,變化的趨勢是儘量使上游來沙量與水流挾沙能力相適應,使河床保持相對平衡,這一過程稱為河流的自動調整作用。
!! 根據河流的形態和演變特點,常將河流分為順直、彎曲和分汊三種河型。在分汊河型中又常分出一種新類別叫做遊蕩型(見下頁圖)。①順直型河道:平面外形順直或略彎曲,兩岸有交錯邊灘,縱剖面灘槽相間,其演變特點是淺灘和深槽周期性沖淤變化,邊灘不斷順流下移,深槽、淺灘和深泓線不斷轉換位置。②彎曲型河道:又稱蜿蜒型河道。其平面外形彎曲,兩個彎道間以直段相連,縱剖面灘槽交替,彎道凹岸為深槽,過渡段為淺灘。其演變特點是彎道凹岸不斷崩退,凸岸邊灘不斷淤漲,曲率越來越大,當發展到一定程度時,可發生撇彎甚至自然裁彎取直,老河淤死形成牛軛湖,新河又繼續向彎曲發展。③分汊型河道:平面外形比較順直、寬淺,江心有一個或多個沙洲,水流分成兩股以上汊道,其演變特點是洲灘不斷變化,汊道興衰交替。在這類河型中,洲汊較多,穩定性較弱,沖淤變化迅速的河段常稱為遊蕩型河道。在上述各種河型之間,還有各種過渡型態。
沖積性河流在長期發展過程中形成了相對平衡或準平衡狀態,其河床形態與流域來水來沙和河床邊界條件間存在著一定的關係,稱為河相關係。這種關係,可用來預報來水來沙和邊界條件改變後河床的沖淤臨界狀態,並可作為治河工程規劃的參考性依據。
在河流上興建水庫或其他工程設施都將改變天然河流的來水來沙或河床邊界條件,從而破壞了河流的平衡狀態,引起河床的沖淤變化。這種變化對於水利工程建設和許多國民經濟部門產生程度不同的影響,常常需要預先作出估計,並擬訂相應工程措施以防止其不利影響。為預測河床沖淤變化過程,可以採用物理模型試驗和數學模型計算,或二者相結合的方法。
參考書目
錢寧等編著:《河床演變學》,科學出版社,北京,1987。