采砂坑纵剖面尺寸对卵石河道河床演变影响的数值试验

采砂坑纵剖面尺寸对卵石河道河床演变影响的数值试验以石亭江双盛段为例于合理，夏 叶，王之晗，黄 尔收稿日期：基金项目: “强人类活动影响下山区性河道演变与水沙输移互馈机制研究”（2016YFC）；“地震灾区河道来沙特性突变与河床响应机理研究”（）作者简介：于合理（1993），男，硕士生，研究方向:水力学及河流动力学. E-mail: *通信联系人 E-mail: huang_网络出版时间:必预留十个五号字空位网络出版地址:（四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 水利水电学院，四川 成都 ）摘 要：人类活动与河流的河床演变形态、河相关系息息相关，人类活动使得山区河流在河道形态、泥沙运动等方面会发生一系列的变化，近些年建筑用沙需求量剧增，人们大量采挖河沙，改变了河流原有的河床边界，对河流的演变产生了诸多影响。研究河道采砂对河床演变的影响具有重要的学术及实践意义。本文依托HEC-RAS泥沙计算模块，以石亭江双盛段为研究对象，结合野外调查实际情况，拟定数种采砂坑工况，研究采砂坑纵剖面尺寸对河道河床演变的影响。根据资料和野外调查情况，首先，拟定HEC-RAS河道模型断面及水流和泥沙边界条件，然后在采砂方量及采沙坑宽度相同的条件下，拟定5种不同纵剖面尺寸（深长比）的采砂坑，利用HEC-RAS泥沙计算模块进行数值模拟试验，对试验结果中河道主槽深泓点高程及断面沖淤量数据进行了统计和分析。结果表明：人工采砂对河床整体的下切起促进作用，长浅型采砂坑比短深型采砂坑更能促进河床下切；采砂坑上下游河床下切变化不同，随着采砂坑深长比的增大，上游河床下切深度减小，而下游下切深度呈现先减小后增大的趋势；采沙坑会改变河道局部坡度，采砂坑上游河道局部坡度增大，下游河道局部坡度减小。本次试验研究了不同纵剖面尺寸采砂坑存在时，河床演变的变化状况，结论可对涉河工程的防护与设计及流域采砂规划提供一定的参考。关键字：采砂坑；深长比；河床演变；数值模拟中图分类号：TV14 文献标志码：ANumerical Simulation Study on Effect of Different Longitudinal Profile Dimensions of SandPit on Riverbed Evolution of Pebble ChannelA Case of Shuangsheng Section of Shiting RiverYU Heli, XIA Ye, WANG Zhihan, HUANG Er*(State Key Lab. of Hydraulics and Mountain River Eng., College of Water Resource & Hydropower, Sichuan Univ., Chengdu , China)Abstract: Human activities are closely linked to the riverbed evolution and the hydraulic geometry of river, which make the mountains river a series of change in morphology and sediment movement. In recent years, with the rapid increase in the demand for building sand, people mined river sand on a large scale, which changed the original river bed boundary condition of rivers and had considerable impact on riverbed evolution. Studying the influence of sand mining on the riverbed evolution of rivers has important academic and practical significance. Based on the HEC-RAS sediment calculation module, in combination with the practical field investigation, the numerical simulation had several kinds of sandpits in order to study the influence of different longitudinal profile dimensions of sandpit on the riverbed evolution of rivers. According to the data and the practical field investigation, firstly the experiment protocoled HEC-RAS section distribution of numerical model and boundary condition. And then on the condition that the volume and width of sandpit was almost same, five kinds of sandpits with different depth-length ratio was set up. After simulation by HEC-RAS sediment calculation module, the data of the reach longitudinal profile and sediment erosion or deposition of every section were counted and analyzed. The results indicated that erosion of riverbed were promoted by artificial sand mining and negative related to depth-length ratio of sandpit. In addition, with the increase of depth-length ratio, that erosion of upstream declined, while erosion of downstream was different which declined at first and then grown. Whats more, Sandpit would change the channel local slope and the upstream local slope increased, while the downstream local slope decreased. The conclusions can provide certain reference to the protection and design of across river buildings and exploiting plan.Key Words: sandpit; depth-length ratio; fluvial processes; numerical simulation随着建设的发展，建筑用沙的市场需求量递增，出于经济利益的驱使，人们大量采挖河沙用作建筑行业用沙，改变了河流原有的边界，对河流的演变产生了诸多影响。大规模的河道采砂不仅破坏天然河床结构，改变河道正常的物质输运过程和冲淤规律，威胁河道的行洪、通航、自身稳定，而且会对相关涉水建筑物产生影响1；淮河蚌浮段的研究表明，人工采砂是该河道下切的重要原因，最深处下切15m2。同时，一些研究也表明合理的采砂活动将有利于流域的可持续发展，促进航道整治、河势稳定、堤防加固及经济效益的创造3。因此，有必要就该人工采砂进行研究，以理解河道采砂对河床稳定及变化所产生的影响以及预测采砂河床可能发生的变化。现阶段，国内外研究者就河流采砂活动对河流河道演变的影响问题开展了研究工作并取得了诸多研究成果。毛野等4采用微尺度动床河工模型试验研究了典型河道不同部位进行大规模采砂对河床局部变形及对河段变形的极限影响。Neyshabouri5通过模型试验，对均匀沙河床水槽中不同平面尺寸的矩形采砂坑的变形及运移规律、对河床变形的影响等进行了研究。刘茜6将釆砂坑上游边坡概化为跌坎，利用一维跌坎冲刷数值模型，研究流量、相对跌水高差和相对沙坑的影响。孙先7建立了一种新的立面二维水沙数学模型，模拟比较了淤积河段和冲刷河段采砂坑的演变过程。张强等8应用曲线坐标系下的平面二维水沙数学模型模拟了不同流量级下采砂深度不同分流比、水位和流速变化规律。肖洋等9利用FLUENT建立了含采砂坑明渠立面的二维数学模型，研究了不同矩形采砂坑长度、深度和面积对明渠水位降低的影响。毛劲乔10利用三维代数应力紊流模型(ASM)与非结构网格结合对河道复杂采砂坑水流流场进行了模拟分析。Wulforst11等就人工采砂对San Benito河的影响进行了定性分析，并使用HEC-6T模型进行了数值模拟，对未来的河床演变进行了预测。现阶段人工采砂的研究，主要集中于采砂坑平面尺寸、位置和分布等或长度、深度分别对河床演变影响的，关于采砂坑深长比的研究较少，因此本文以石亭江下游双盛段为研究对象，依托HEC-RAS模型泥沙输移模块，旨在分析同样采砂方量条件下人工采砂坑深长比即纵剖面尺寸对山区特殊河流的河道演变的影响，以期对涉河建筑物的防护与设计及流域采砂控制提供一定的参考。1 模型概况1.1 河道概况石亭江发源于四川省什邡市红白镇，属沱江一级支流，长江二级支流，全长约120km，控制流域面积2879km2，其中山区河道长约60km，断面形态呈“V”型，平均坡降约13.4%，山前平原区河道长约60km，断面呈“U”型或梯形复式河槽，平均坡降约2.6%7.9%。研究河段位于石亭江双盛段，河宽300400m，地处5.12地震龙门山前山断裂带的山前区，行洪河道由山前冲积扇冲刷下切而形成，坡降相对较陡，河床由砂砾石、砂卵石等组成，河床级配相对较宽。河段内涉河建筑物较多且分布密集，主要包括人民渠穿石亭江涵洞、成兰铁路石亭江大桥、成绵复线高速公路石亭江大桥、四川省道105线石亭江大桥等，间距分别为1.1km、0.06km与1.4km。石亭江流量随季节变化较大，洪枯流量悬殊，年均径流量约11.73m3/s，最小流量约2.453.00m m3/s，最大流量约18002200 m3/s，相差近千倍。2009年以来，受上游来水来沙条件改变以及人类活动（无节制采砂）等因素的影响，研究河段的河势、河床产生了非常大的变化，最主要的表现为河床急剧下切引发岸坡坍塌、桥梁桩基出露以及穿河涵洞安全度降低等。1.2 HEC-RAS模型边界条件的确定1.2.1 河道横断面布置河道断面在纵剖面上布置，如图1所示，图中竖直短线表示断面位置。本文的HEC-RAS河道模型一共有45个断面，从上游到下游标号依次为210至166，各断面相互平行，间距80m。断面编辑器中扩张系数和收缩系数是用来计算河段的沿程能量损失的，根据HEC-RAS的使用手册，对于缓流流态来讲，收缩系数一般取0.1，而扩张系数一般取为0.3。本文计算河段河槽形态是逐渐变化的，因此收缩系数取0.1，扩张系数取为0.3。图1 模型断面布置图Fig.1 Section distribution of numerical model1.2.2 流量边界条件1)上游边界条件在2009年至2013年，石亭江双盛段河床发生剧烈变化，河床严重下切，致使人民渠穿石亭江涵洞处下游基础屡次坍塌，涉河铁路、公路桥的桥墩桩基出露。5.12大地震后，研究河段连续遭遇了几次大洪水，洪峰流量与历时见表1。由于计算河段缺乏实测完整洪水资料，只知洪峰流量，故此处考虑采用同倍比放大法。为了使水文资料更为精确，典型洪水过程的选取标准为洪水过程较为完整，且洪峰流量较大。因此，选取了1983年的8.18洪水作为洪峰流量为740m3/s的典型洪水，1980年9.3洪水作为洪峰流量为1300m3/s的典型洪水，选取1980年6.29洪水作为洪峰流量为1510m3/s和2710m3/s的典型洪水，其对应关系如表1所示。表1 典型洪水过程线的选择Tab.1 Selection of typical flood process line洪峰流量(m3/s)洪水历时（h）典型洪水过程线备注740721983年8.18洪水2010年8.9洪水1300361980年9.3洪水2011年7.4洪水1510241980年6.29洪水2012年8.18洪水2710241980年6.29洪水2013年7.9洪水河床的冲刷形态不止由一场洪水造成，故收集了1978年至1987年的石亭江高景关水文站的月平均流量，资料显示，石亭江丰水期集中在每年的59月，此处采用1978年至1987年的59月的最大月平均流量作为洪水过后的平水期流量，如表2所示。表2 1978年至1987年59月最大月平均流量Tab.2 Maximum monthly average flow of 5-9 months between 1978 and 1987月份5678910月平均流量(m3/s)23.753.785.78396.2252)下游边界条件下游边界条件采用流量水位关系曲线。将167断面与166断面间河段视为均匀流，根据曼宁公式和谢才公式得： （1）其中，A为断面的面积，R为水力半径，n为河床糙率，i为坡降。表3 出口断面流量水位关系Tab.3 Stage-discharge relation of the export section流量(m3/s)水位(m)流量(m3/s)水位(m)9.13 542.80 867.24 545.00 28.70 543.00 1212.21 545.50 134.39 543.50 1860.37 546.00 314.29 544.00 2642.05 546.50 570.55 544.50 3534.41 547.00 根据不同的水深计算出相应的流量，得到流量水位关系，如表3所示。3)计算步长、温度的确定经前期试验发现，若计算步长过大，计算结果将不准确甚至不收敛，若计算步长过小，计算时间将会过长。本次模拟试验中计算步长根据流量持续时间确定，一般来说计算步长小于流量持续时间，若流量持续时间大于2h，则计算步长取1h，若流量持续时间小于2h，则计算步长取0.1h。本次模拟试验不考虑温度变化对于泥沙输移量的影响。1.2.3 泥沙边界条件的确定1)床沙级配野外考察表明主河槽河床由砂卵石组成，包含细沙与520cm的卵石。本次HEC-RAS模型模拟中床沙粒径累积百分比如表4所示，中值粒径d50为45.94mm。表4 研究河段基础床沙资料Tab.4 Bed load gradation of research reach粒径（mm）重量累积百分比（%）粒径（mm）重量累积百分比（%）83.325662.76166.706470.782416.077277.213228.658082.114041.44114.491.464852.971601002)床沙可冲层厚度的确定5.12汶川大地震后，石亭江双盛段河道产生了剧烈的演变，人民渠穿石亭江涵洞下游河道在历次洪水中不断下切，至2013年，实测涵洞上下游高差达20.29m。因此试验模拟中取201号断面可冲层厚度为0m，其它断面可冲层厚度为20m。3)泥沙的边界条件根据前期野外调查发现，计算河段，尤其是涵洞下游附近，冲刷较为严重，因此本次模拟试验假设上游来沙量很小，采用清水冲刷，位于成兰铁路（187号断面）和省道105线（168号断面）间的分析河段受上游泥沙补给，来沙基本正常。下游出口断面则采用平衡输沙方式。4)泥沙运动公式的确定HEC-RAS模型选用了几家比较有代表性的公式。Achers-White 公式是一个全沙公式，适用于2.5mm以上的天然大颗粒泥沙，具体形式如下： （2）式中：X表示泥沙浓度；Ggr表示泥沙输移参数；s表示泥沙比重；ds表示平均粒径；D表示有效深度；u*表示摩阻流速；V表示断面平均流速；n为依据泥沙粒径变化的指数；C为系数；Fgr表示泥沙可动性参数；A表示临界泥沙可动性参数。Meyer Peter Muller公式是建立在大量的试验资料的基础上，其水槽试验的资料的变化范围较大，具有极好的参考价值，公式具体形式如下： (3)式中，gs为单宽泥沙输移率；kr表示总粗糙系数；kr表示颗粒的粗糙系数。England Hansen公式是一个全沙公式，应用上限制在沙质河床。 (4)式中，0表示床面切应力。杨志达公式是全沙公式，对于由沙质及砾石河床由两个独立公式组成。对于dm2mm的砾石河床，公式具体形式如下：(5)其中，Ct表示总的泥沙浓度；表示泥沙沉降速度；表示运动粘度； S表示能坡。Toffaleti 公式建立在修正了的爱因斯坦理论的基础之上，成功运用Toffaleti 公式的实际例子显示该公式适用于平均粒径为0.095mm的泥沙颗粒。本试验床砂中值粒径d50为45.94mm，显然不适用。Laursen方法是通过综合考虑定性分析，原始试验以及大量的补充资料来预测推移质输沙率的方法。Copeland(1989)将这个办法扩展到砾石输移，所以方程可以用于砾石河床。Laursen（Copeland）公式的表达式为： （6）其中，Cm表示输沙浓度；D表示有效水深；c表示临界床面切应力；0表示颗粒阻力造成的床面切应力。由于试验河段冲刷较为严重，在前期的探索性的模拟试验中发现，侵蚀基面高程为544.0m，历经2010年至2013年上述四次大洪水后，河床冲刷并不明显。因此，这里采用侵蚀基准面高程为544.0m，流量为20m3/s，选用不同的推移质公式进行数值模拟，以河床泥沙冲刷方量以及河床纵剖面的形态作为评价指标，泥沙冲刷方量计算结果如表5所示。由表可知，Laursen公式所得泥沙冲刷量最大，Engelund-Hansen方程次之。Engelund-Hansen和Laursen公式计算下的河床纵坡面形态，如图2所示，可知，Laursen公式计算所得的河床形态较为合理。因此，模拟试验中采用Lauren公式。表5 各家公式计算所得的泥沙冲刷总量Tab.5 Amount of sediment scour 公式Engelund-Hansen LaursenMeyer Peter Muller输沙量（104m3）33.1834.1231.22公式YangAchers-White输沙量（104m3）0.831.382 模拟试验及结果分析2.1 工况拟定本次模拟试验拟设置5种不同尺寸的采砂坑，另加一次无采砂模拟，共计6种工况。采砂坑放置于成绵复线高速公路石亭江大桥（185号断面）和四川省道105线石亭江大桥（168号断面）之间，大致安置于中部，起始位置位于177号断面处。因为河道模型断面间距为80m，故d1、d2均取值为80m，各工况采砂坑长度梯度取80m，因此，各工况L1取值依次为80m、160m、240m、320m、400m。采砂坑宽度取为定值，根据该河段主槽平均宽度为140m，参考Jos Luis Lpez S12及实地考察情况，将采砂坑宽度取为100m。参考王刚13等，采砂坑坡角在确定时，为了简化计算并结合实际情况，考虑到水下沙性土自然休止角的复杂性，取与河道主槽坡角相同，根据模型断面资料计算得该河段主槽边坡坡度平均值为0.58，故取tan为0.58。图2 河床纵剖面Fig.2 Riverbed longitudinal profile采砂坑平面形状取为顺河道主槽方向的矩形，顺河道两侧坡度取为与河道主槽边坡相同，三视图如图3所示。图3 采砂坑示意图Fig.3 Schematic diagram of mining pit表6 各工况采砂坑参数Tab.6 Mining pit parameter of different conditions工况L1(m)a(m)b(m)h(m)V(m3)1801601006.0085369.6821602401003.8485705.6432403201002.8385929.3643204001002.2485998.1454004801001.8585866.166采砂坑深度根据各工况采砂坑体积相等求得。拟定L1=80m时，h=6m，根据体积相等求得其他工况采砂坑深度。计算体积时，将采砂坑看作顺河道方向的柱体，柱高a取平均长度，依次为160m、240m、320m、400m、480m。得到对应h后，采用台体体积计算公式复核，结果如表6所示，可以看到，计算所得体积最大值与最小值仅相差0.74%，可满足要求。最终拟定的各工况采砂坑参数如表6所示。2.2 模拟试验结果分析本次试验利用HEC-RAS对六种工况下研究河段的河床演变分别进行了模拟，并主要对成兰铁路石亭江大桥（187号断面）和省道105线石亭江大桥（168号断面）之间河段的河道主槽深泓线纵剖面形态及各断面泥沙冲淤情况进行了统计和对比分析。2.2.1 人工采砂坑纵剖面尺寸（深长比）对河床纵剖面(主槽深泓点连线)的影响统计HEC-RAS模拟各工况计算所得河道主槽各断面深泓点高程。利用成兰铁路石亭江大桥（187号断面）和省道105线石亭江大桥（168号断面）间河道断面数据，依次将各采砂坑存在情况下洪水过程前后河床纵剖面与无采砂河床洪水过程后纵剖面绘制成图，如图4所示，各采砂工况河道主槽深泓线相对无采砂工况平均下切深度及坡度变化统计如表7所示。模拟试验发现，在采砂方量一定的条件下，随着采砂坑深长比的变化，河道主槽深泓线的坡降和下切深度表现出一定的变化趋势。观察河床纵剖面图可以发现，在给定洪水过程下，无采砂工况河床深泓点高程除局部区间外大部处于下降状态，平均下切深度达0.29m。对比图4中采砂工况与无采砂工况河床纵剖面曲线，可以发现：1)因为采砂坑的存在，河段河床平均下切深度增大，在480m1.85m（长深，以下同）采砂坑工况下下统计河段平均相对下切深度可达0.42m；2)采砂坑上游区域，随着与采砂坑距离的增大，采砂坑工况河床相对无采砂工况河床下切程度由大逐渐减小，河床纵剖面坡降变大，即采砂坑上缘处相对下切程度最为严重，向上游逐渐减缓，溯源冲刷逐渐尖灭；3)在采砂坑下游，采砂工况与无采砂工况河床纵剖面大致平行，坡度变化不大。观察表7中的统计数据，并将不同采采工况下的河床纵剖面图进行对比，可以发现：1)随着深长比的增大，河段河床平均相对下切深度从0.42m逐渐减小到0.17m，表明在一定范围内，相比短深型采砂坑，长浅型采砂坑更能加剧泥沙冲刷、促进河床下切；2)采砂坑上游和下游呈现出不同的变化趋势，短深型采砂坑对下游河床冲刷影响较大，而长浅型采砂坑对上游影响更大。随着采砂坑深长比的增大，河段采砂坑上游河床相对下切深度减小，而下游相对下切深度呈现先减小后增大的趋势，在采砂坑不能避免的情况下可据此限定采砂坑的深长比，以保护上下游建筑；3)上下游河床坡度变化相反，洪水过程后，无采砂工况河道上游坡度为0.0075，下游坡度为0.00938，各采砂工况上游坡度在0.0080附近，相对变大，而下游坡度在0.0091附近，相对减小。表7 各工况河段数据统计Tab.7 Reach Data statistics of different conditions工况长深深长比相对下切深度(m)坡度统计河段上游下游上游下游1160m6.00m0.0375 0.1696 -0.0226 0.4716 0.00839 0.00904 2240m3.84m0.0160 0.2834 0.3414 0.1519 0.00808 0.00907 3320m2.83m0.0088 0.3036 0.4055 0.0792 0.00792 0.00913 4400m2.24m0.0056 0.3423 0.3751 0.1622 0.00790 0.00888 5480m1.85m0.0039 0.4181 0.4430 0.2812 0.00804 0.00916 60.0075 0.00938 注：表中下切深度，正值表示下切，负值表示抬升，均为相对无采砂工况数据。（下表同）(a) 480m1.85m采砂坑(c) 320m2.83m采砂坑(b) 400m2.24m采砂坑(d) 240m3.84m采砂坑(e) 160m6m采沙坑图4 各工况河床纵剖面Fig.4 Riverbed longitudinal profile of different conditions表7 各工况涉河建筑物处河床相对下切数据统计Tab.7 Data statistics of riverbed downcut in across river buildings of different conditions工况深长比成兰铁路成绵高速105省道10.0375-0.2632 -0.2991 0.3382 20.0160.1431 0.2205 0.1791 30.00880.2204 0.3209 -0.0190 40.00560.1906 0.2948 0.1464 50.00390.2336 0.3778 0.2302 采沙坑附近上、下游涉河建筑物处河床相对下切状况，如表7所示，采砂坑纵剖面尺寸（深长比）对涉河建筑物处河床冲刷有明显影响。在模拟范围内，上游成兰铁路石亭江大桥、成绵复线高速公路石亭江大桥处河床下切深度随着深长比的增大而减小；而在下游省道105线石亭江大桥处河床下切深度大致随深长比增大先减小，在工况3，深长比为0.0088时，与无采砂工况接近，然后随深长比继续增大而增大。由此可以猜想，若采砂坑设置合理，应当可在获取利益的同时控制下游涉河建筑物处河床的冲刷。2.2.2 人工采砂坑纵剖面尺寸（深长比）对河道泥沙输移量的影响统计HEC-RAS模拟各工况计算所得的研究河段河道各断面泥沙冲淤方量，利用成兰铁路石亭江大桥（187号断面）和四川省道105线石亭江大桥（168号断面）间河道断面数据，点绘成图。图5即为河道各个断面的泥沙冲淤情况。观察各工况河床各断面冲淤量曲线，采砂坑范围外曲线大部分区间大部分处于零以下，河床大部分处于冲刷状态，局部表现为淤积，成兰铁路石亭江大桥处略有淤积，断面淤积量为828m3，成绵复线高速公路石亭江大桥、四川省道105线石亭江大桥处则表现为冲刷，其中成绵复线高速公路石亭江大桥冲刷较为严重，断面冲刷量达3087m3。对比无采砂工况河床与采砂工况河床各断面冲淤量曲线，发现在采砂坑以外区间，各曲线大致平行，而在采砂坑范围几条曲线略显散乱，但仔细观察会发现各条曲线上升或下降的趋势基本一致，说明不同人工采砂坑的存在并没有改变曲线的斜率，即不会改变河床沖淤量变化的趋势，但是会影响各断面沖淤量的大小，加剧河床冲刷或淤积的程度。图5 各个断面泥沙沖淤量Fig.5 Sediment erosion or deposition of every section分别对比河段采砂坑上、下游各工况泥沙沖淤量，发现不同工况采砂坑上游和下游沖淤量随采砂坑深长比变化的趋势不同。采砂坑上游，随着采砂坑从480m1.85m到160m6m变化，河道断面沖淤量曲线逐渐上升，泥沙沖淤量变大，河床冲刷程度减弱 ，甚至在160m6m采砂坑工况下沖淤量曲线高于无采砂工况，根据连续性，沖淤量随采砂坑深长比的变化应当是连续的，据此可以猜测，随着采砂坑深长比的增大，采砂坑上游的断面沖淤量曲线先下降后上升，但受限于河段长度，本次模拟实验未能进行验证。采砂工况采砂坑下游河段断面冲淤量曲线均低于无采砂工况，采砂导致河床冲刷加剧，随着采砂坑从480m1.85m到320m2.83m变化，断面沖淤量曲线逐渐上升，在320m2.83m情况下与无采砂河床断面沖淤量曲线几乎重合，而后当采砂坑向160m6m变化时，断面沖淤量曲线又开始下降，160m6m采砂坑时达到最大，表明采砂坑的存在会加剧下游河段河床冲刷，在一定范围内，随着采砂坑深长比的增大沖淤量先增大至接近无采砂工况后再减小。此外观察采砂坑范围能断面内泥沙沖淤量曲线，还可以发现，在采砂坑范围内，断面沖淤量曲线峰值大小的变化存在一定趋势，随着采砂坑从480m1.85m到160m6m变化，峰值呈显出现减小后增大的态势。3 结论通过HEC-RAS模拟试验，初步探索了人工采砂坑纵剖面尺寸（深长比）石亭江双盛段河床演变的影响，得出以下结论：1)试验范围内，人工采砂坑的存在对河床整体的下切起促进作用，随着深长比的增大促进作用减小，长浅型采砂坑比短深采砂坑更能促进河床下切。上下游河床下切变化不同，随着采砂坑深长比的增大，上游河床下切深度减小，而下游下切深度呈现呈先减小后增大的趋势。2)采砂坑上游河道局部坡度增大，下游河道局部坡度减小，在采砂坑上游区域，随着与采砂坑距离的增大，采砂坑工况河床相对无采砂工况河床下切程度逐渐减小，溯源冲刷逐渐尖灭。3)人工采砂坑的存在，不会改变上下游河段沖淤量变化的总体趋势，但是会影响各断面沖淤量的大小，加剧河床冲刷或淤积的变化幅度。参考文献1Wang Guodong,Yang Wenjun.Research review on impact of sand mining on river channel and water involved structuresJ.Yangtze River,2013,15:69-72. 王国栋,杨文俊.河道采砂对河道及涉水建筑物的影响研究J.人民长江,2013,15:69-72.2Yang Xingju,Hei Pengfei.Effect of artificial sand 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