浅谈游荡型河道-1ppt课件.ppt

浅谈游荡型河道 2011组次 34 一 河道演变的概念 河道演变 fluvialprocessing 自然条件及人类活动影响下河床所发生的变化过程 广义上 从河源到河口流经河谷的形成及发展的整个历史过程 狭义上 近代冲积河床的变化 河床演变是水流 泥沙 河床相互作用的结果 以泥沙运动作为纽带 河床演变实质 泥沙的冲刷 搬运 沉积 根本原因 输沙不平衡 二 平原河流河型的划分 平原河流根据其形态和演变特性可分为顺直微弯型 蜿蜒 弯曲 型 分汊型 游荡型等 三 游荡型河道的定义 平面上水流散乱呈辫状 心滩密布 变动不定的河道 河道的弯曲系数仅略 1 整体形态较顺直 横断面十分宽浅 水流散乱 主槽摆动幅度和摆动速度均很大 河势变化剧烈 游荡型河流大都处于强烈淤积状态 故河床不断抬高 游荡型河道 四 游荡型河道演变规律 1 河道形态 河身顺直 宽窄相间 呈藕节状 洲滩密布 汊道交织 弯曲程度不大 曲折系数一般略大于1 主槽不固定 河道宽浅 2 水流运动 水深小 水面比降大 流速大 水流散乱 主流不定 3 演变特性 变形强度大 速度快 有宽广的河漫滩 4 演变规律 河床多年平均是淤积抬高的 年内汛期主槽冲 滩地淤 非汛期主槽淤 滩地冲 五 游荡型河段的一般形态 与蜿蜒型河流的异同 游荡型河段弯曲程度不大 一般弯曲系数略大于1 如黄河高村以上河段曲折系数约为1 05 横剖面一般都十分宽浅 滩槽高差一般很小 如黄河一般均在1 2m之间 河床坡降均比蜿蜒型河段大 如黄河游荡型河段为1 5 4 0 10 4 而相同尺度蜿蜒型河段为1 0 10 4以下 与分汊型河流的异同 游荡型河流虽然同样具有分汊的平面形态 但河道中沙洲数量多 形态容易随流量的变化而变 整个外形十分散乱 且汊道经常迁徙变化 汊道的弯曲率一般也要比分汊型河流小 六 游荡型河段的水沙特性 游荡型河段平均水深一般很浅游荡型河流的来沙量一般偏多 并且同流量下的含沙量变化很大 流量与含沙量的关系极不明显 其主要原因是 洪水来自流域的不同地区 来水中携带的泥沙量大小不同 同一流量下 随着上站含沙量的不同 其输沙率相差很大 出现 多来多排 少来少排 的现象 七 游荡型河段的形成条件 河流的游荡性形成的历史条件 基本条件 河床的强烈堆积作用 八 对河流的游荡强度起促进作用的有利条件 国内典例分析黄河 1 游荡型河段水沙变化及河势特点分析水流条件2 游荡型河段成因河床边界条件3 游荡型河段对防洪安全的主要威胁 黄河下游游荡型河道河床逐年淤积抬升的众多影响因素中 1 高含沙水流游荡性河道滩槽冲淤演变的特点是滩槽冲淤量和强度都较低含沙水流大 2 高含沙水流可以自身塑造出与其挟沙能力相应的窄深河槽 游荡型河道整治 游荡型河道存在的一些问题从国内外河流整治看黄河下游整治裁弯与双向整治游荡型河道应两岸同时整治双岸整治的目标双岸整治设计的优缺点结束语 在人类与自然的关系中 自古以来河流洪水灾害对人们的生活影响最大 且经常发生 为此人类在与洪水斗争的漫长的历史过程中积累了丰富经验 随着科学的发展和人们对河流演变规律和输沙规律认识的深入 技术措施也在不断的进步 对河流的要求也在不断的提高 河道整治的目的应由单纯的防洪减灾 向综合效益方向发展 在各类河型中 游荡河型最不稳定 防洪压力很大 常造成沿河地区的内涝和盐渍化 故对其治理是国民经济建设所必需 小浪底水库运用后河道整治面临的新问题 黄河下游主槽河宽沿程变化 以上的例子说明沿用传统的整治方法难于有效控制河势 由于河势的迅速变化常造成险工脱流 控导工程不断上延下接的被动抢险 河道断面形态仍很宽浅 无法形成稳定的中水河槽 需要采取更有效的河道整治措施 达到稳定主槽的目的 从国内外河流整治看黄河下游整治 潘季驯在几百年前提出束水攻沙的主张 修建堤防 减少洪水的淹没范围 排洪输沙入海 1922年美国水利工程师费礼门认为黄河下游堤距过宽是治理困难的主要原因 他提出整治河宽为1 3英里的设想 1946年在严恺院士主持下制定了黄河下游治理初步规划 建议采用对口丁坝为主的工程措施缩窄游荡性河段 并绘制了全下游河道整治规划图 新中国成立后实行了宽河固堤的方针 利用河南宽河段滞洪滞沙 削减了洪峰 二十世纪50年代后期 认为三门峡水库建成后下游防洪问题基本解决 在下游进行梯级开发 控制纵向冲刷和进行整治河道 以利于引水航运 钱宁1965年针对束水攻沙的治河思想指出 要把全部泥沙输入大海 使各级流量挟沙不淤 1966年张瑞瑾先生提出把黄河下游河道治理成 宽滩窄槽 的设想 并详细论述这个方针的合理性 实用性 利用窄槽输水输沙 利用宽滩滞洪滞沙 久而久之形成高滩深槽 100多年前美国政府对密西西比河 密苏理河及莱茵河的整治已经开始采用双岸整治的办法稳定了河道 使防洪与航运两方面都收益 中亚地区多沙的阿姆河 在土雅姆水库投入运用后 经过阿尔图宁研究所多种方案的比较 在1981年将原来的单岸弯曲性整治 改为双向整治 确保防洪和引水的安全 丹江水库1960年建成后 在襄樊至皇庄153km的游荡性河道进行了航道整治 达到防洪 航运双重治理目标 裁弯与双向整治 如上所述 国内外河流的整治实践均是裁弯 双岸整治 没有一条河流通过人工建造河弯的办法 强行将游荡性顺直微弯河道整治成弯曲性河道 综上所述 采用弯曲整治方案 论据并不充分 其整治效果远不如双岸整治 无法稳定主槽 无法实现黄委会制订的 稳定主槽 调水调沙 新治河方略 游荡型河道应两岸同时整治 长期的来水来沙条件形成目前游荡型河道固有的边界条件 如比降陡 河床组成为粉细沙抗冲刷性差 最易起动 甚至在流速0 5m s时河床均可发生冲刷 由于比降陡 洪水期流速达3 4m s 因此河槽极不稳定 在洪水涨水期河床会发生强烈的冲刷 其冲刷深度达2 3m 甚至更大 在这种情况下 修建整治工程是增加河道稳定的唯一措施 目前一岸整治的方法 不能控制河势的主要原因 是河槽极为宽浅 一岸整治无法形成能够控导河势 约束水流的中水河槽 从增加河道排洪能力与控导河势出发 都希望缩窄河槽 增加槽深 不同整治河宽的过流能力表明 河宽减小 水深增加 可以使河槽的过流能力迅速增加 从泄流公式可知 过流能力与B h值成正比 但h值的方次远高于B的方次 虽过水面积相同 但B值不同 河槽的过流能力相差很大 主要是水深增加 流速增大所致 相同过水面积不同河宽的过流能力 双岸整治的目标 规顺流路 宽滩窄槽 窄槽用于输水输沙 宽滩用于大洪水时滞洪削峰 形成顺畅的排洪河道 稳定河槽 控导河势 河槽宽 浅是造成横河 斜河的主要原因 只有形成稳定的主槽 才能从根本上防止出现横河险情 改变主槽淤积状态 形成窄深主河槽 充分利用洪水在窄深河槽中所具有的极强输沙潜力输沙入海 减少主河槽淤积 增大主槽的平滩流量 减少漫滩机遇 减少淹没损失 稳定滩区生产生活 体现以人为本的国策 使滩区人民早日小康 这些目标都是现行整治方案难于实现的 双岸整治的原理 从增加河道排洪能力与控导河势出发 希望缩窄河槽 增加槽深 缩窄河宽有利于冲刷向纵深方向发展 增大平滩流量 双岸整治设计的优缺点 充分利用洪水期窄深河槽泄洪能力 与水深高次方5 3 大 输沙能力强 洪水期主槽产生强烈冲刷的特性 整治河宽缩窄 增加洪水期水流对主槽的冲刷能力 充分利用游荡性河道洪水期大水趋直 主流走中弘的河势变化特点 因势利导的布置整治工程 使对口丁坝的间距达到800 1000m 甚至更大 为工程节省投资提供了可能 利用上挑丁坝壅水的特性 在丁坝的上游区形成回流 水垫 促使洪水期泥沙落淤 不断的抬高滩面 增大滩槽高差 形成高滩深槽 可利用与黄河抢险几乎相同材料与施工方法 均靠洪水冲刷 坝体坍塌 形成抗冲基础 设计出汛期不抢险坝 确保流路的稳定 由于高滩深槽的形成 从而归顺了流路 使小水不出槽 即使坐湾也不会对堤坝的安全产生危害 只会造成滩岸局部坍塌 由对口丁坝及横堤组成的整治工程 坝头经常靠河 提高防洪工程的利用率 主要缺点是对要整治河段一次投资大 整治最好一次完成 且两岸的工程应同时进行 最好由上游向下游逐步展开 以便稳定入流方向 为下游工程兴建创造条件 结束语 双岸整治是基于对黄河下游游荡性河道演变特性 窄深河道泄洪输沙规律认识的基础上 小浪底水库泥沙多年调节 相机利用洪水排沙 优化了来水来沙条件 提出的游荡性河道整治的发展方向 对窄深河槽的过