弯道环流的原理与作用文档资料

1、2021/4/612021/4/62河流弯道弯道是河流广泛存在的一种形态，其形态与演变密切关系到防洪、水利开发、航道治理、港口利用等，是河流动力学和地貌学的重要研究对象。2021/4/63中国河流分布图2021/4/64河道横向侵蚀与横向变形河道横向侵蚀是指河沟道与流向垂直的两侧方向的侵蚀，如河岸崩塌，沟道被冲刷而变宽等现象。横向变性是指河道在与流向垂直的两侧方向上的变形，是横向寝室的结果。导致横向侵蚀的原因：1.河沟道纵向侵蚀的影响2.弯曲河段水流的横向冲刷2021/4/65弯道环流原理弯道环流原理弯道环流原理，又称弯道环流水沙分流原理。水流在弯道段内作曲线运动所产生的离心力，使表流指向凹岸

2、，底流指向凸岸，在断面内形成封闭的横向环流。此环流与纵向水流结合在一起，形成顺主流方向呈螺旋形向前运动的水流。图为河流的横向环流2021/4/66 由实际观察可知，在天然河道上，一般弯道部分占80%90%，所以河道基本上都是弯曲的。河流在直线河段上的水深、流速、含沙量的分布是比较均匀的。而在弯道上相反，因离心力的作用，使凹岸水面雍高凸岸水面降低。这样弯道表层水流由凸岸流向凹岸，底层水流则有由凹岸流向凸岸，从而形成横向环流。在凹岸，水流从上向下，且流速较大，含沙量较小，因受重力的作用，底流中的泥沙便淤积在凸岸，形成水浅流缓的浅滩。2021/4/672021/4/68弯曲河段水流的横向冲刷原理图2

3、021/4/69弯道环流的作用l河道整治l渠首防沙l限制局部冲淤l提高排沙建筑物输沙能力2021/4/610l河道整治：按照河道演变规律，因势利导，调整、稳定河道主流位置，改善水流、泥沙运动和河床冲淤部位，以适应防洪、航运、供水、排水等国民经济建设要求的工程措施。河道整治包括控制和调整河势，裁弯取直，河道展宽和疏浚等。l渠首防沙：工程将渠首设立在河流弯道凹岸，使沙随河流底层水流流向弯道凸岸，泥沙淤积在河流弯道凸岸，达到渠首防沙。l限制局部冲淤：离心力的作用，使凹岸水面雍高凸岸水面降低。在凹岸，水流从上向下，且流速较大，含沙量较小，因受重力的作用，底流中的泥沙便淤积在凸岸。2021/4/6112

4、021/4/612弯道环流的应用人工环流利用工程设施使水流按需要方向产生的横向环流。这种工程设施能引起水流内部结构的改变，使表层水流向一侧，底层水流向另一侧，这样即可控制泥沙运动的方向，从而达到河道整治、渠首防沙、限制局部冲淤及提高排沙建筑物输沙能力的目的。2021/4/613人工环流的原理人工弯道引起弯道环流的防沙排沙设施，最常用的有人工弯道式取水及曲线形沉沙池(见沉沙池)。侧面排沙设施是利用水流转弯泄流时形成的横向环流，增加排沙量。中国两千多年前修建的都江堰渠首(见都江堰灌区)中的飞沙堰， 就是利用侧向溢流时产生的人工环流排沙，从而减少渠道进口，即宝瓶口的进沙量。2021/4/614人工环流的应用都江堰都江堰飞沙渠飞沙渠2021/4/615人工环流的设施人工弯道：在河道内或岸边上修建人工弯道，使之产生横向环流，以减少入渠泥沙的取水方式。侧向排沙设施：是水利设施为实现清浑分流,排浑蓄清,把上游的浑水引入排沙渠,将泥沙排到下游,解决泥沙淤积问题。导流装置：控制引导水流方向以形成人工环流防止泥沙淤积的工程设