造床过程

科技工作者之家 2020-11-17

造床过程是指河床在水流较长时期的作用下,塑造成与来水、来沙等条件相适应的,相对平衡的形态的自然演变过程。研究并运用其规律,采用适当的工程措施可防止良好河势的恶化;或因势利导,使目前不良的河床形态向着有利于航运、水利、农业等方向变化。

简介造床过程是指河床在水流较长时期的作用下,塑造成与来水、来沙等条件相适应的,相对平衡的形态的自然演变过程。研究并运用其规律,采用适当的工程措施可防止良好河势的恶化;或因势利导,使目前不良的河床形态向着有利于航运、水利、农业等方向变化。

造床流量造床流量是指其造床作用与多年流量过程的综合造床作用相当的某一种流量。它对塑造河床形态所起的作用最大。造床流量是一个较大但又非最大的洪水流量。确定造床流量,一般多采用马卡维也夫法、平滩水位法和保证率法三种方法。

河床形态与山区河流不同,平原河流的河床形态是在特定条件下水流与河床相互作用的结果,因而具有较强的规律性。平原河流在平面上具有顺直、弯曲、分汊、散乱等四种外形。其横断面可概括为抛物线形、不对称三角形、马鞍形和多汊形等四类。河漫滩和成型堆积体是河床形态中涉及的两个基本概念。

河漫滩是位于中水河槽两侧,在洪水时能被淹没的高滩。河漫滩既有由侵蚀作用造成的,如石质河漫滩,多见于山区河流,滩面较窄,且向中水河槽一侧倾斜;更多的是由堆积作用造成的,如冲积河漫滩,多见于平原河流,滩面较宽,左右河漫滩分别向两侧倾斜,这是洪水漫滩落淤的结果。

成型堆积体是冲积河流的河底分布着各种形式的大尺度沙丘(尺度远大于沙坡)的统称。成型堆积体的尺度,包括宽度、深度和长度,和河流的尺度(河宽和水深),是同数量级的。成型堆积体经常处于发展变化之中,是平原河流河床演变中最活跃的因素。

河床演变分类1.长期变形和短期变形

按河床演变的时间特征,可以分为长期变形和短期变形两类。

2.单向变形和复归性变形

单向变形是指河道在相当长时期内只是单一地朝某一方向发展的演变现象。河床有规律地冲淤交替现象则称为复归性变形。

3.整体变形及局部变形

从河床演变的空间特征出发,又可分为整体变形和局部变形两类。

4.纵向变形与横向变形

以河床演变形式为特征,可将河床沿纵深方向发生的变化称为纵向变形,如坝上游的沿程淤积和坝下游的沿程冲刷;将河床在与流向垂直的两侧方向发生的变化称为横向变形,如弯道的凹岸冲刷与凸岸淤积。

5.自然变形和人为干扰变形

人们为了防治洪水灾害,不断地改造治理河流,时至今日,完全不受人类活动干扰的自然演变已经不存在了,自然演变和人为演变总是交织在一起的1。

影响河床演变的主要因素1.影响河床演变的主要因素

(1)进口条件。进口条件包括河段上游的来水量及其变化过程,河段上游的来沙量、来沙组成及其变化过程,以及上游河段与本河段进口的衔接方式。

(2)出口条件。出口条件主要是出口处的侵蚀基点条件。它可以是能控制出口水面高程的各种水面,也可以是能限制河流向纵深方向发展的抗冲击岩层的相应水面。侵蚀基点的情况不同,河流纵剖面的形态、位置及其变化过程会出现明显的差异。

(3)河床周界条件。河床周界条件泛指河流所在地区的地理、地质条件。

2.影响河床演变主要因素之间的关系

(1)三个因素有主有从,不能同等看待。从河流的形成来说,来水来沙条件是最主要的,另外两个因素是从属的。

(2)三个因素相互联系,缺一不可。三个因素不是相互独立的,而是相互联系和相互影响的,三个在一起才构成完整的边界条件。

(3)三个因素的因时变化。随着人类活动对河流的干扰日益加剧,使河流的进口条件、出口条件、河床周界条件都受到了很大程度的影响,由此产生的对河床演变的影响同样是不可忽视的。

3.引起河床演变的根本原因

尽管河床演变的具体原因千差万别,但从根本上可归结为河道水流的输沙不平衡的结果,即河床演变是输沙不平衡的直接后果。

河流的自动调整作用河流自动调整作用是指处于输沙平衡状态的河流,当外部条件改变使河流原有的输沙平衡被打破时,河流通过河床的冲淤变化和调整使输沙趋向平衡的一种现象。认识河流的自动调整作用有助于预测或控制河流的发展方向。河流的自动调整作用具有平衡趋向性、调整的多样性、响应的整体性、河床变形的滞后性等重要特性2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学

科技工作者之家

科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。