造床過程

造床過程

造床過程是指河床在水流較長時期的作用下,塑造成與來水、來沙等條件相適應的,相對平衡的形態的自然演變過程。研究並運用其規律,採用適當的工程措施可防止良好河勢的惡化;或因勢利導,使目前不良的河床形態向著有利於航運、水利、農業等方向變化。

簡介

造床過程是指河床在水流較長時期的作用下,塑造成與來水、來沙等條件相適應的,相對平衡的形態的自然演變過程。研究並運用其規律,採用適當的工程措施可防止良好河勢的惡化;或因勢利導,使目前不良的河床形態向著有利於航運、水利、農業等方向變化。

造床流量

造床流量是指其造床作用與多年流量過程的綜合造床作用相當的某一種流量。它對塑造河床形態所起的作用最大。造床流量是一個較大但又非最大的洪水流量。確定造床流量,一般多採用馬卡維也夫法、平灘水位法和保證率法三種方法。

河床形態

與山區河流不同,平原河流的河床形態是在特定條件下水流與河床相互作用的結果,因而具有較強的規律性。平原河流在平面上具有順直、彎曲、分汊、散亂等四種外形。其橫斷面可概括為拋物線形、不對稱三角形、馬鞍形和多汊形等四類。河漫灘和成型堆積體是河床形態中涉及的兩個基本概念。

河漫灘是位於中水河槽兩側,在洪水時能被淹沒的高灘。河漫灘既有由侵蝕作用造成的,如石質河漫灘,多見於山區河流,灘面較窄,且向中水河槽一側傾斜;更多的是由堆積作用造成的,如沖積河漫灘,多見於平原河流,灘面較寬,左右河漫灘分別向兩側傾斜,這是洪水漫灘落淤的結果。

成型堆積體是沖積河流的河底分布著各種形式的大尺度沙丘(尺度遠大於沙坡)的統稱。成型堆積體的尺度,包括寬度、深度和長度,和河流的尺度(河寬和水深),是同數量級的。成型堆積體經常處於發展變化之中,是平原河流河床演變中最活躍的因素。

河床演變分類

1.長期變形和短期變形

按河床演變的時間特徵,可以分為長期變形和短期變形兩類。

2.單向變形和復歸性變形

單向變形是指河道在相當長時期內只是單一地朝某一方向發展的演變現象。河床有規律地沖淤交替現象則稱為復歸性變形。

3.整體變形及局部變形

從河床演變的空間特徵出發,又可分為整體變形和局部變形兩類。

4.縱向變形與橫向變形

以河床演變形式為特徵,可將河床沿縱深方向發生的變化稱為縱向變形,如壩上游的沿程淤積和壩下游的沿程沖刷;將河床在與流向垂直的兩側方向發生的變化稱為橫向變形,如彎道的凹岸沖刷與凸岸淤積。

5.自然變形和人為干擾變形

人們為了防治洪水災害,不斷地改造治理河流,時至今日,完全不受人類活動干擾的自然演變已經不存在了,自然演變和人為演變總是交織在一起的 。

影響河床演變的主要因素

1.影響河床演變的主要因素

(1)進口條件。進口條件包括河段上游的來水量及其變化過程,河段上游的來沙量、來沙組成及其變化過程,以及上遊河段與本河段進口的銜接方式。

(2)出口條件。出口條件主要是出口處的侵蝕基點條件。它可以是能控制出口水面高程的各種水面,也可以是能限制河流向縱深方向發展的抗衝擊岩層的相應水面。侵蝕基點的情況不同,河流縱剖面的形態、位置及其變化過程會出現明顯的差異。

(3)河床周界條件。河床周界條件泛指河流所在地區的地理、地質條件。

2.影響河床演變主要因素之間的關係

(1)三個因素有主有從,不能同等看待。從河流的形成來說,來水來沙條件是最主要的,另外兩個因素是從屬的。

(2)三個因素相互聯繫,缺一不可。三個因素不是相互獨立的,而是相互聯繫和相互影響的,三個在一起才構成完整的邊界條件。

(3)三個因素的因時變化。隨著人類活動對河流的干擾日益加劇,使河流的進口條件、出口條件、河床周界條件都受到了很大程度的影響,由此產生的對河床演變的影響同樣是不可忽視的。

3.引起河床演變的根本原因

儘管河床演變的具體原因千差萬別,但從根本上可歸結為河道水流的輸沙不平衡的結果,即河床演變是輸沙不平衡的直接後果。

河流的自動調整作用

河流自動調整作用是指處於輸沙平衡狀態的河流,當外部條件改變使河流原有的輸沙平衡被打破時,河流通過河床的沖淤變化和調整使輸沙趨向平衡的一種現象。認識河流的自動調整作用有助於預測或控制河流的發展方向。河流的自動調整作用具有平衡趨向性、調整的多樣性、回響的整體性、河床變形的滯後性等重要特性 。

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