平原冲积河流一般特性、河床演变分类和影响因素

第1、8章河床演变的基本原理，河流演变的意义，第1章，河流演变表示自然情况和建筑改善后发生在河床上的冲淤变化过程。2，河流的变化是水流与河床相互作用的结果，水流与河床之间的相互作用是通过泥沙运动实现的。2，平原河流过地势平坦，土质疏松的平原。水对沉淀物运输的积累作用，形成了深厚的冲积层。冲积层可达数十或数百米厚。冲积层具有明显的自下而上分离特征。沙和砾石粗砂细沙。平原河谷，8.1.1河床形态，8.1平原河流一般特征，图8-1，3，通常是指河流的水道。水道比较宽，比较浅。在建水期，变弹，深弹暴露，横切面深度一般在100多个。平原河谷，8.1.1河床形态，8.1平原河流一般特征，图8-1，4、直线、弯曲、分割、散布的四种典型平面形式。，平面形态，8.1.1河床形态，5、32，横断面形态，8.1.1河床形态，6，8.1.1河床形态，7，钢节点：其冲击阻力强，随强势形成的支配性特殊边界条件。河流中有很多自然和人工节点，它们起到了对河流进化的控制作用。、江节点概念，8.1.1河床形态，窄深河床，节点集中；节点之间的河岸容易被冲刷，河床宽阔，水分散。8，河流：河流潜力是主流线、水边界及其构造平面形式(例如：呸。道路、曲线、辛坦、江心洲漫滩)和睡眠现象等形式要素的总称。有时表示河流基本流潜力或基本流径。，江河的概念，8.1.1河床形态，9，漫滩控制洪水，减少洪水，储存沉积物，通过潮滩水流交换，影响河道的侵蚀和淹没。漫滩作用：漫滩是周口(水下区)、洪水时淹没、水下时暴露的海滩。它泥沙沉积，构成物比较松散。平原河通常有广阔的漫滩。1，漫滩，8.1.1河床形态，10，2，成型的沉积体，冲积平原河的主槽中，由于水流和河床的相互作用，各种形式的大规模沙丘分布，这些大沙丘统称为沉积体。1-海边；2-江心洲；3-强心脏；4-沙嘴；5-披肩；6-深槽，8.1.1河床形态，11，(4)不均匀，(3)不均匀，(2)三维城堡，(1)两相流特性，1，河流流的基本特性，8.1.2河流流的一般特性，水沙，河流流的三维和，如果水来了沙子，随时变化的话，河水流的界限也随时变化的话。12，(1)流型，2，河流的流型结构，8.1.2河流的一般特性，阻力平方面积，程水头损失系数仅与相对平滑有关；水头损失HF与流速的平方成正比。0与流速的平方成正比。13，(2)主流和支架，2，河流水流结构，8.1.2河水流的一般特性，主流是重力产生的河流垂直比下降的方向流；二次流动是由纵比下降以外的因素引起的，水流内部的大规模旋转运动，其流线大部分是封闭的曲线，通常也称为循环。即可从workspace页面中移除物件。产生二流的力可以是重力、其他内力或外力。主流方向是纵向，二次流具有不同的轴。支架有时从主流边缘流动，有时与主流重叠，使整个水流呈螺旋流，这称为螺旋流。水平输沙是水平循环造成的。循环和水的湍流涡旋的区别在于大规模、位置和影响范围更为固定。14，由于地表流流速大于下层流流速，地表流接收的离心力大于下层流接收的离心力；(3)循环的类型，2，河流流的流动结构，8.1.2河流流的一般特性，由于离心力作用下的曲线循环，表面流因离心力作用下的凹陷海岸流，由于水的连续原理，地面流作用下的离心力作用下，但由于离心力小于表面流，只能从凹陷的海岸流向凸起的海岸流。从断面看，地表流从凸起的海岸流向凹的海岸，形成从底部水凹的海岸流向凸起的海岸的循环。必须指出，不能认为只有曲线才能用离心力循环；正确的认识是水流弯曲的部位会发生循环。15，这种力沿水深分布也不均匀，导致水流的横向流动，其漂移在北半球总是指向河的右岸。(3)循环的类型，2，河流的水流结构，8.1.2河流水的一般特性，地球自转偏转力(科氏力)引起的循环(偏转流)，北半球焦炭力指向运动方向的右侧。在北半球，河的右海岸比左海岸冲得更厉害，这就是这股力量的结果。地球上所有移动的物体都要受到科里奥利力的作用。16，河的纵剖面及横断面的突然变化引起的一类是由摩擦引起的。(3)循环的类型，2，河流水流结构，8.1.2流动流的一般特性，摩擦引起的循环(摩擦类)，分离面产生摩擦力，在此力的作用下形成摩擦力类。水流局部变形时，会发生水的分离现象。17，(3)循环的类型，2，河流水流结构，8.1.2流流的一般特性，泥沙含量或盐分引起的二流(双流)，对河流中泥沙运动和河床演变有重大影响的类主要是离心力类和摩擦类和双流。如果水的沉淀物浓度或盐分分布不均匀，导致不同地区的重率差异，则重率大的地方到重率低的地方，水流也称为异流。18，(4)河流流的速度分布，2，河流流的流动结构，8.1.2河流流的一般特性，河流流具有三维、不确定、不均匀性；一般采用实证方法研究河流流速分布。数学确定的二维恒定恒定流率分布公式不能直接应用。对于宽度很大、水深沿河流宽度很小的平江，可以使用二维均匀流速分布公式粗略地描述河道水流的流速分布。19，8.1.3平原冲积河流的河流类型分类，1平原河流根据其平面形态和演变，有4种类型，纯直或变质岩过渡类型，分裂或交替变动，分散或流浪型，弯曲或弯曲型，21，8.1.3一般冲积河流分类，曲线或曲折的主要特征：曲线或曲折，深槽附着在凹海岸上的深沟，凸海岸上的水；约束曲线：河流的身体没有约束，向下游蜿蜒的蛇行；凹岸侵蚀，凸岸沉积长度；自由曲线：默认情况下，平面形状保持不变。，形态特征，进化特征，两种不同类型的河流特征，22，8.1.3一般冲积河流类型分类，分割或交替生长和减少类型主要特征：分割类型或交替生长类型，水通道分割，一般为双，形态特征，演化特征，两条不同的河流，23，8.1.3一般冲积河流的河流类型分类，分散或流浪类型，分散或流浪的主要特征：海边，泉路垂直和水平；快变，反复无常。形态特征，进化特征，两种不同河流类型的特征，24，8.1.3一般冲积河流的河流类型分类，3英寸累积分布，直线或边滩转换类型，曲线或曲折，边滩在河流两侧交错，边滩贴在凸起的海岸上，25，8.1.3一般冲积河流的河流类型分类，3英寸堆积体分布，地同型或交替式增减型，分散型或流浪型，强心柱，辛坦稳定，成型，成型。26，8.1.3平原冲积河流的四种河流类型分类，惯常的纯直型，四行型，分造型，彷徨型。27，短期变形相对于长期变形。长期变形是指工程计划设计中需要考虑的几十年至数百年的河床变形。河床演变的时间特征：长期变形、短期变形、8.2.1长期变形和短期变形、8.2河床演变分类、28，即河床上有规则的冲刷和沉积交替，即河床在特定时期内处于冲刷和开发状态后的一段时间内，河床处于沉积开发状态，进行这种周期性的往复运动。回归变形(周期性往复变形)是指水道在相当长的时间内只向一个方向发展的进化。单向变形：从河床演变(和从河床演变的方向):8.2.2单向变形和回归变形，8.2河床演变分类，29，在很长的到达范围内，河流常见的冲刷或沉积现象，长区间变形，也称为大范围变形。河床演变的空间特征是短范围内局部河床的冲刷和沉积变化。8.2.3整体变形和局部变形，8.2河床演变分类，整体(远距离)变形，局部(短程)变形，30、31，长江中特定河段横截面的变化是指河床的开发(弯曲凹岸冲刷、凸起海岸沉积)、支管的上升和下降等与水流垂直方向发生的变形。水平变形，河床演变表达，8.2.4垂直变形和水平变形，8.2河床演变分类。32，取决于人类干涉与否：自然变形，人类干涉变形，8.2.5自然变形和人类干涉变形，8.2河床演变分类，上述河床演变分类从其他方面解释相同的东西，并掌握物理机制，实际河流河床演变现象往往复杂且难以分离。33，到达范围出口处的侵蚀基点。河流上游泥沙输移、沙组成和变化过程；、河流上游的流入和变化过程；8.3影响河床演变的主要因素，8.3.1影响河床演变的主要因素，(1)进口条件：，上游河流和本河段进口连接方法。(2)出口条件：河套对比，河谷宽度，河底及河岸构成，河套几何等河流所在地区的地理、地质条件统称。(3)河床周边条件：34，可以指可以控制出口水面高度的江面、湖、海面等各种水面，也可以是可以限制河流纵向深度方向流动的冲击基岩的对应水面。影响8.3河床演变的主要因素，影响8.3.1河床演变的主要因素，侵蚀基准点概念：此点以上河床高程被侵蚀到此点以下的高程是不可能的，但侵蚀基准点以上的河流水面线和床上线都受此点高程的限制。，35，8.3影响河床演变的主要因素，8.3.2影响河床演变的主要因素之间的关系，(1)河流取水条件最重要，其他两个因素为从属条件；但是，出口侵蚀基准点或河床周边条件也有可能成为河床演变的主要因素。(2)三个元素相互连接并相互作用，而不是相互独立。(2)三个因素随时都可能改变。36，相反，在某一段中，沙子的数量与水的承载能力相匹配，即与沙子和水的承载能力相匹配，或者接近，水流处于沙子运输的平衡状态。河床不洗也不沉。沙子的不平衡是指，对于任何到达范围，如果沙子的数量与水的承载能力不符，即沙子的数量大于或小于水的沉淀物，则水流将处于泥沙输送不平衡状态，河床将带来侵蚀和沉积变化。1，输沙不平衡是河床演变的根本原因。8.3影响河床演变的主要因素，8.3.3河床演变的根本原因。37，沙子运输的平衡是相对的，是暂时的；输沙不平衡是绝对的，输沙不平衡引起的河床变形是绝对的。相反，即使上游来水和沙子的条件不变，河床上的沙波运动仍然存在，河床仍处于不断的变形