河床演变学.doc

1.阐述弯曲型和分叉型河流的水沙运动特性以及与地形的关系。弯曲型河流的水流特征：水流作曲线运动时，要求有一定的向心力，这样水面要产生横比降，从而有造成了横断面上的环流，它与纵向水流结合在一起，成为了旋转流，对纵向水流产生明显的影响。弯曲型河流的泥沙特征：悬移质泥沙在垂线分布不均匀，上细下粗，上希下浓。不同高程上的流线在水平面上展开的结果，将使含沙量高的水体和较粗的泥沙集中靠近凸岸，凹岸的水相对较清，泥沙要细一些，含沙量在垂线上的分布也要均匀一些。推移质的横向输移有同岸输移和异岸输移两种方式。泥沙由弯道凹岸输移到下游弯道同一岸的，称为同岸输移。输移到河湾的凸岸和下游弯道另一岸的，称为异岸输移。对于弯曲型河流来说，推移质泥沙应包括两部分，由上游凸岸边滩下来的推移质以异岸输移动为主。在弯道凹岸冲刷的泥沙，其中以弯顶稍下游冲刷最甚，这部分泥沙中的推移质运动将以同岸输移为主。弯道的旋转流运动使得推移质运动有向凸岸集中的趋势，从而形成了凸岸边滩和凹岸深槽。根据流水与河床相互作用的情况以及河谷的特点，河湾可以分为自由河湾，深切河曲，限制性河湾。自由河湾具有宽广的河漫滩，弯道发展不受限制，中，枯水时水流受弯道约束，流路弯曲，不断引起凹岸坍塌和凸岸淤涨。洪水时水流漫滩，流路趋直，对弯道的造床作用反而较小。深切河曲多出现在山区，河湾与河谷的弯曲形势是一致的，因而各级水流对弯道都有一定得作用，而且所形成的弯道曲率半径比较大。限制性河湾，河湾受到局部地形限制，水流方向急剧改变，弯顶成锐角折线。分叉型河流的2.试述长江口、黄河口、珠江口、钱塘江口河床演变的主要特点1. 长江口河床演变的主要特点：缓混合陆海双相河口的演变特点是：陆相泥沙和海相泥沙的来源丰富，径流与潮流相互消长，力量相当；陆相泥沙和海相泥沙对河口河床的塑造都起显著作用。在冲积平原上的河口演变，如中国长江口。这类河口发育充分，河槽纵比降平缓，河床容积较大，平均潮差不大，但进潮总量较大；咸淡水混合有不同类型，以缓混合型为主；河口区各河段水流情势不同，河床演变也不相同。在口外海滨段，受风浪潮流等各种海洋动力作用和咸淡水混合过程中密度梯度的影响。泥沙在絮凝沉降后，随涨潮流向上游输送，在拦门沙地区沉积，由于流域来沙洪季多而枯季少，故拦门沙有洪淤枯冲的规律；在河口段，径流和潮流相互消长，涨落潮流容易分离而形成涨潮槽、落潮槽和江心浅滩，径流和潮流力量强弱的变化，使主槽变迁不定，演变比较剧烈；在近口段，涨潮时纯为淡水的回溯，河床的冲淤演变以落潮流为主，由于落潮主流的摆动，常发生江岸的崩坍。 中国长江河口是典型的缓混合陆海双相河口。长江多年平均年径流总量约9250亿米3,口外多年平均潮差为2.66米,洪季大潮潮量达53亿米3。含沙量的变化既受洪枯季流域来沙的影响，也受口外海滨大小潮汛和风浪影响。自徐六泾以下至横沙属河口段,全长120多公里，横沙以外为口外海滨段。先由崇明岛分割为南支和北支；南支在吴淞口以下由长兴、横沙等岛分为南港和北港；南港在九段以下又为九段沙分为南槽和北槽，这种有规律的分汊是径流和潮流两股强劲的动力相互作用的结果，而落潮主流偏南，地转偏向力有一定的作用。2. 黄河口河床演变的主要特点：弱混合陆相河口的演变特点是：潮差小，进潮量相应也小，受潮汐影响的河段较短，洪季潮汐影响只在海口附近；在流域来沙比较丰富的情况下，径流挟带的大量泥沙，往往就在口门附近淤积，使河床抬高，河床的纵剖面向上游倾斜，呈显著的倒比降；河口三角洲发育较快。 中国黄河河口是典型的弱混合陆相河口，多年平均年径流总量仅约423亿米3，而多年平均输沙量约11亿吨。潮汐弱，平均潮差仅0.5米，潮区界距海口30公里左右；大量流域来沙在海口附近沉积，形成河口沙嘴（即水下三角洲）,沙嘴以年平均2.5公里的速度向外延伸，沙嘴两侧水流平静，细粒悬移泥沙扩散后容易在此沉积，形成烂泥滩；海口附近河床淤高后，使河口内河床迅速溯源淤浅，当淤积发展到一定程度后，河口河床不能适应洪水的宣泄，势必改道另找出口。黄河由江苏北部改道流入渤海湾以来按淤积抬高河道弯曲延伸决口改道的规律发展，在山东利津入海后，发生改道达11次(见黄河口)。3. 珠江口河床演变的主要特点：从动力条件考虑，在珠江三角洲上发育了两种了不同类型的河口。一种是径流强、潮流弱的河口，如西江和北江主干入海的河口。潮差小，进潮量相应也小，受潮汐影响的河段较短，洪季潮汐影响只在海口附近；在流域来沙比较丰富的情况下，径流挟带的大量泥沙，往往就在口门附近淤积，使河床抬高，河床的纵剖面向上游倾斜，呈显著的倒比降；河口三角洲发育较快。 另一种是径流弱，潮流较强的河口，以珠江正干涸潭江的入海河口为代表。在强潮作用下，咸、淡水的混合属强混合型（见河口水流）；口外海滨受潮流冲刷而形成侵蚀区，不存在常见的水下三角洲；为适应大量潮水的进退，河口的平面外形呈喇叭状；当海相泥沙有丰富的补给,泥沙随涨潮流上溯至河口段沉积,使河床淤高，形成沙坎；在强潮的作用下，河口段滩地与河槽冲淤交替，常出现大淤大坍，河槽迁徙无常；近口段受沙坎顶托的影响河床底坡平缓,水深较大,河床比较稳定。弱潮河口。潮汐属不正规半日潮型。平均潮差以磨刀门最小,为0.86米,东西两侧略大。伶仃洋湾头为1.35米,崖门为1.24米。潮差从河口湾的湾口向湾头增加,从各分流水道口门向上游递减。枯水期潮区界距口门 100300公里，西江可达梧州德庆，北江达芦苞马房，东江达铁岗；洪水期潮区界距口门4070公里。潮流一般为往复流，枯水期潮流界距口门 60160公里，西江达三榕峡，北江至马房，东江至石龙；洪水期潮流界一般在口门附近，惟虎门水道可达广州。口外海滨涨潮流向西北，落潮流向东南，流速为0.5米/秒左右，伶仃洋的涨落潮流轴线明显分异，落潮流路偏西，涨潮流路偏东。 各分流水道口门附近的盐淡水混合，一般为缓混合型，枯水期有强混合型，洪水期呈高度成层型，有明显的盐水楔现象。枯水期咸水沿虎门和崖门水道上溯较远，遇枯水年可达广州、中堂、新会等地。 河口淡水向外海扩散，存在着两个轴向：其一，垂直于海岸指向东南，夏季因受西南季风的影响向东北漂移，洪水时能扩展到远离香港百余公里之遥，冬春季节则明显地向岸收缩；其二，平行于海岸终年沿岸指向西南。洪水期,口外海滨表层冲淡水向外海扩散的同时,有外海的深层陆架水沿海底向陆作补偿运动。4. 钱塘江口河床演变的主要特点：强混合海相河口的演变特点是:在强潮作用下，咸、淡水的混合属强混合型（见河口水流）；口外海滨受潮流冲刷而形成侵蚀区，不存在常见的水下三角洲；为适应大量潮水的进退，河口的平面外形呈喇叭状；当海相泥沙有丰富的补给,泥沙随涨潮流上溯至河口段沉积,使河床淤高，形成沙坎；在强潮的作用下，河口段滩地与河槽冲淤交替，常出现大淤大坍，河槽迁徙无常；近口段受沙坎顶托的影响河床底坡平缓,水深较大,河床比较稳定。中国钱塘江河口是典型的强混合型海相河口，其径流变幅1900倍，平均潮差达5.45米，平均大潮进潮量约50亿米3。大尖山至澉浦是钱塘江河口的口外海滨段，受涨潮流的侵蚀和长江口泥沙扩散影响，涨潮平均含沙量在34千克/米3，海域来沙远大于流域来沙，在闻家堰以下形成一个长100多公里，宽达27公里，厚度高出基线约10米，体积达425亿米3的庞大的沙坎。闻家堰以上至窄溪为近口段,其平均水深比河口段深510米。3.什么叫河相关系？建立河口段河相关系式要考虑哪些主要因素？河槽在经历一段时间的塑造后，便能取得一定的断面和坡降，使上游来水和来沙都能畅通地输往下游，此时水流具有最好的流速场形式，泥沙处于输沙平衡状态，河槽的外形也与当时的水流、泥沙最相适应，这就是处于平衡状态的河流。这种河流的河槽形态要素（河宽、水深及比降）与水流（流量、流速）、泥沙（含沙量、粒径）因素之间常常存在某种函数关系，通常称之为河相关系。河口段河相关系式要考虑的主要因素：水流流量，水流流速，泥沙中床沙质的含量，泥沙的粒径，河宽，水深，比降。4.水利工程对河势变化有哪些方面的影响？水库的修建，拦河修坝的结果破坏了天然河流的平衡，造成了泥沙在库区的大量落淤，通过淤积，又在库区逐渐形成了适应新的边界条件的新河道，使来沙能够全部通过水库下泄，这就是水库上游再造床的全过程。水库上游：水库淤积不断向上游延伸。1.三角洲尾部段的溯源上延，使水位不断抬高，扩大了水库上游的淹没范围和洪水威胁，地下水位的抬升也将产生更多的沼泽地和盐碱地。2.进入水库的泥沙量有所减少。水库下游：水库下游河床的下切。1.