河道整治复习

第一章河道演变系：指河道在自然情况下或受人工建筑物干扰时所发生的冲淤变化。河道整治：就是通过修建整治建筑物或采用其他整治手段对于不利的河道演变进行控制。河道整治工程措施分为三大类：修筑整治建筑物；疏浚或爆破；生物措施。河道整治建筑物：亦称河工建筑物：为了调整、稳定河道主流位置，改善水流、泥沙运动及河道冲刷淤积部位，达到满足各项河道整治任务而修建的建筑物。河道整治生活需求的三个阶段：第一阶段：追求生活必需品的阶段。第二阶段：追求生活水平的提高和高级豪华的阶段。第三阶段：期望生活舒适愉快的阶段。河道整治的四个发展阶段：第一阶段：依附自然被动防御阶段。第二阶段：发展生产与河争地阶段。第三阶段：防洪排污经济治河阶段。第四阶段：修景与生态和谐治理阶段。传统河道整治弊端：（1）防洪能力下降（2）基流减少（3）河流生态系统受到破坏（4）水质污染严重（5）部分河道被填埋覆盖（6）堤防功能单一。河道功能的扩展：（1）景观功能（2）休闲、娱乐功能（3）生态功能（4）辅线交通现代河道整治：（1）总体规划（2）多形态的河流（3）河流断面多样化（4）护岸形式（5）堤防建设（6）形成有自身特色的河流河道整治的任务：（1）以防洪为目的的河道整治，主要是调整不利河势、稳定主流，以利于防洪工程的安全，防止堤防冲决造成的洪水泛滥。（2）以航运为目的的河道整治，主要是使河道达到规定的航道尺度，具有合适的流速，不发生碍航的流态。（3）以引水为目的的河道整治，主要是保证引水口处的河势稳定。（4）以桥渡整治为目的的河道整治，是使桥梁上下游的水流能平顺衔接，不至于桥墩处集中冲刷而危及桥梁安全。（5）以浮运竹木为目的的河道整治，主要是增加水深和流速，以迅速地运送竹木。（6）以水土保持为目的的河道整治，主要是采取生物措施固滩护岸，以保障河道两侧农田的安全生产。（7）以景观为目的：休闲、娱乐、亲水、治污。（8）以生态为目的：河道、水流、生态多样性。现代河道整治与传统河道整治的区别：项目传统河道整治现代河道整治治理范围一河道及其建筑物为主包括河道在内的全流域综合治理治理原则强调改造自然，行洪排涝，兴利除害重视人与自然和谐共处，保护生态环境水功能开发资源功能资源、环境、生物多样性河道治理断面规则化、渠道化、河岸河底硬质化断面多样化、自然化、生态化堤防建设忽视水陆连续性，湿地退化、消失采取湿地保护措施，保持水陆连续性水资源利用侧重于经济用水，造成河道断流同时兼顾经济、环境、生态用水治理后影响流域生态环境恶化，可持续发展条件脆弱流域生态、环境不断改善，可持续发展第二章河道特性河流定义：自然形成的输送流域水沙产物的通道。河流五部分：河源、上游、中游、下游和河口。大河（河道流入海洋）：河源在深山地区；上游一般流经山地或高原，具有山区河道的特点；中游多在丘陵地区，也有部分在平原地区；下游在冲积平原地区，具有平原河道的特点；河口是河道的终点。较小的河道流入湖泊或其他河道：有的河道消失在沙漠里，没有河口。大型河流：流域面积大于5000km2；中型河流：流域面积大于1000km2；小于5000km2小型河流：流域面积小于1000km2。山区河流的形成：地壳构造运动（内动力）：水流侵蚀作用（外动力）：水流堆积作用、风化作用等。作用结果：纵向切割和横向拓宽而逐步发展形成的。速度：缓慢，以地质年代计。主要作用：以下切为主。平原河流的形成：水流的堆积作用。作用结果：平原上淤积成广阔的冲积扇，具有深厚的冲积层；河口淤积成庞大的三角洲（我国黄河下游的华北平原和长江口三角洲便是这样形成的）。河床形态：（1）河谷断面①断面形状：多呈V字形或U字形；V字形河谷较年轻；U字型河谷较成熟；②山区河流的谷坡往往表现为阶地阶地形成：主要原因：由于阶地面及其斜坡高踞于现行河床之上，因此，无论历史上是否出现过堆积过程，阶地都是河流下切的产物，平原河流在平面上形成的外型：顺直型；蜿蜒型；分汊型；游荡型。断面形态：抛物型、不对称三角形、马鞍型和多汊型。河型种类：顺直型或边滩平移型；弯曲型或蜿蜒型；分汊型或交替消长型；散乱型或游荡型。（每一种类型有两个命名，前一个命名是就平面形态而言的，系按静态特征划分；后一个命名是就演变规律而言的，系按动态特征划分）河口组成：平原河道的河口段一般由下游河道的进口段、出口段和口外海滨三部分组成。第三章河道的河相河相定义：在挟沙水流长期作用下，所形成的某种均衡形态，称为河相。$输沙平衡N河床稳定W=d/hj（比值愈大，愈稳定）河岸稳定的相关因素：主流的顶冲地点；主流走向；河岸土壤的抗冲能力；滩槽高差。Bs/B= .比值愈大，河岸的稳定性越好。造床流量：造床流量应该是一个较大但又并非最大的洪水流量。河相关系分类：沿程河相关系；断面河相关系。持续堆积纵剖面形成条件：一个条件是上游来水量小，来沙量大，进入平原地区后发生严重堆积；另一个条件是，河口地区水深浅，潮流弱，使得入海泥沙沉积在河口附近，使河口三角洲不断向外延伸。第四章平原河道的河床演变河道平面形态：河身；边滩；深槽；浅滩；深泓线。河道曲折系数K：沿河道中心线，自起点至终点的曲线长度与直线长度之比，称为曲折系数K。作用：用于判断河型。说明：顺直型河段普遍存在于不同尺度和断面形态的河流之间。水面比降：纵比降：边滩头部水位沿程降低；滩尾水位沿程略有升高；深槽部分则恰好相反。横比降：由于离心力，深槽一侧的水位高于边滩一侧的，形成横比降；其大小与纵比降属同一数量级，且随流量的减小而增大。流速分布：沿垂线分布：边滩与深槽的流速沿垂线分布差别较大，边滩部分流速分布均匀些。沿流程分布：边滩上流速自滩头起沿程增加，至中部达最大值，以后又沿程减小；深槽部分则与之相反。水流动力轴线：水流动力轴线就是水流最大单宽动量线。变化趋势：随流量的增加发生急剧的变化；枯水流量时，受边滩的挤压的作用很强，水流动力轴线甚为弯曲；中洪水边滩的水流动力轴线偏靠滩唇而取直。水流主流线：水流平面上最大单宽流量所在处的平顺连线。河道环流存在原因：边滩迫使水流弯曲而产生横比降，故存在环流；水流条件变化：低水位时：浅滩段和深槽段水深、流速、比降的差别都比较大；浅滩段水深小，比降陡，而流速较大；深槽段则水深大，比降小，故流速较小。流量增加时：浅滩段的比降减小而深槽段的比降则增大；浅滩段和深槽段水深、流速、比降的差别逐渐缩小。河道沙特征：（1）纵向输沙。横向分布：边滩的推移质输沙率远大于深槽的。纵向分布：边滩中部输沙率大于滩头和滩尾的。而深槽则相反，中部输沙率小于深槽头部和尾部的，这样的输移规律是与流速场相应的。（2）横向输沙。由于环流强度较弱，泥沙横向输移的强度也较弱，从深槽冲起的泥沙一般不会达到相对应的边滩。河道特征：（1）边滩下移。当河岸不可冲刷时，顺直型河段演变最重要的特征是犬牙交错的边滩向下游移动，与此相应，深槽和浅滩也同步向下游移动。（2）河道展宽根据河岸土质情况，还可能呈周期性展宽现象。河道演变动因：（1）推移质。滩头表现为冲刷后退，滩尾则淤积下延，整个边滩向下游缓慢移动。深槽首部淤积，尾部冲刷，整个深槽相应下移。边滩和深槽的下移，使位于其间的浅滩也相应下移。顺直型河段的演变是通过推移质运行使边滩、深槽、浅滩作为一个整体下移的。（2）流量。枯水期浅滩冲刷，深槽淤积，洪水期则浅滩淤积，深槽冲刷。参与这一变化的，除推移质外，尚有悬移质中的床沙质。河道特征值：曲折系数：自上游过渡段中点起沿河道中心线至最后一个过渡段中点止的曲线长度Lc与起点至终点的直线长度Ll之比；曲折系数意义：曲折系数愈大，表明其蜿蜒曲折愈甚。河道输沙特性：（1）横向输沙（2）挟沙力（3）纵向输沙（4）纵横输沙的结合自然裁弯与切滩的区别：自然裁弯是在两个河弯之间的狭颈上进行的，而切滩发生在同一河岸的凸岸。切滩所形成的串沟，虽然也可以成为新河，但原河弯不会被淤积成牛轭湖，而是形成两条水道并存的分汊河段。至于两者对河势的影响，自然裁弯比切滩要大得多。第五章河道整治规划河道整治的目的、任务及要求：河道整治往往要涉及多个国民经济部门，要分别了解各部门的要求，并要确定河道整治的主要目的和主要任务。河道治理规划新理念：（1）人与大自然和谐相处的理念（2）可持续发展的理念（3）保护河流特色的理念河流环境：是指与河流有关的所有环境要素构成的系统河流环境规划阶段：一般包括6个阶段，准备阶段、现场勘查阶段、规划研究阶段、设计方案比较阶段、方案选择阶段和设计制图阶段。准备阶段收集有关资料包括：a.地形地质资料b.河流信息资料c.水文气象资料d.社会经济资料。规划研究阶段拟定综合规划方案包括：a.清淤治污，疏浚河道b建没生态河流c营造美丽的河流景观d滨水交通道路规划e确定河流的风格河岸带定义：水位变动带的河床及河水影响的地带，是河道与陆地的交界区域。特点：河岸带生态系统具有明显的边缘效应，是地球生物圈中最复杂的生态系统之一。作为重要的自然资源，河岸带蕴藏着丰富的野生动植物资源、地表和地下水资源、气候资源以及休闲、娱乐和观光旅游资源等。是良好的农、林、牧、渔业生产基地。河水自净原理：（1）自净作用：是指有机污染物受到氧化作用而变成稳定无机物的过程。（2）作用形式：稀释、扩散、沉淀只能改变污染物的分布状态，只降低浓度，不减少污染物质总量；微生物或生物的吸收和分解等作用使河水净化。 （3）过程：污染物质一一细菌、真菌一一原生动物一一轮虫、线虫、浮游生物一一小鱼一一两栖类、鸟和人类这样一种食物链的方式，减少污染物质，降低污染浓度的。生态需水量定义：从广义讲，为维持全球生态系统水分平衡所需用的水，包括水热平衡、水沙平衡、水盐平衡等所需要的水量，都是生态环境用水。从狭义讲，为维护生态环境不再恶化，并逐渐改善所需要消耗的水资源总量。河流基本生态需水量的确定：①保护水生生物栖息地的生态需水量。根据代表性鱼类或水生植物的水量要求，确定一个上包线，设定不同时期不同河段的生态环境需水量；②维持水体自净能力的需水量；③水面蒸发生态需水量；④维持河流水沙平衡的需水量；⑤维持河流水盐平衡的生态需水量；沿海地区河流防止海水入侵。防洪对河道整治的要求：要有足够的泄洪断面；泄流顺畅；泄流顺畅；必要的保护。取水工程对河道整治的要求：（1）取水口处的河势要比较稳定。既不能产生严重淤积，妨碍取水；又不能发生严重的冲刷，危及取水建筑物的安全。（2）取水口附近的水流泥沙运动情况，要使进入取水口的水流含沙量最小，以免渠道淤积或沉沙池负担过重。在多沙河流上的取水口，要使进入取水口的水流含沙量适中，并错开高含沙期引水。（3）河道中必须有足够的水位，以保证能按设计要求取水，对无坝取水工程此项要求更显重要。水位的确定方法：当河道处于自然状态时，一般通过水文观测资料加以整理后获得；当河道受整治建筑物的影响很大时，一般通过水力计算来获得；对于重要的工程还要进行河工模型试验；当河道河床演变较大时，还要进行河床变形计算；对于重要的工程还要进行河道泥沙模型试验来获得。治导线（整治线）：是指河道经过整治以后在设计流量下的水边线平面轮廓，描述的是水流流路。表示：治导线通常用两条平行线表示；对于分汊河段，以主汊为主，欲保留的支汊也可用两条平行线表示。在同一边界条件下，弯道段河宽小于直河段河宽，且两者之比也是一个变数。不同类型河槽的整治目的：洪水河槽整治除要求足够的过洪能力外，还要求有一条较为稳定的洪水深泓流路，使防守有重点，以免冲塌堤防和汛期抢险；枯水河槽整治主要是为了解决通航和引水问题。从引水角度出发要求在枯水期主流稳定，且取水口靠河，以保证取水。从通航的角度出发要求在两个弯道之间的直线过渡段具有要求的航深，通过浅滩整治来满足通航对水深的要求；中水河槽的水深大、糙率小、过流能力强，它是规定河道形态，对河流起决定作用的河槽。通过整治稳定中水河槽，就易于在各种水流条件下取得河道整治的效果。确定治导线的注意事项：（1）尽量利用巳有的整治工程。枯水治导线还应尽量利用边滩和河心洲（2）布置治导线，特别是枯水治导线，要避免洪水漫滩以后河滩水流方向与河槽成较大交角，以免枯水河槽在洪水时淤积（3）尽量利用河道自然发展趋势加以引导。（4）布置治导线时力求左右兼顾，上下游呼应。（5）应尽量满足各个经济部门对河道整治的要求，当各部门的要求相互矛盾时，按整治的主要目的确定。河势：就是指一条河流或一段河道的基本流势，有时也称为基本流路。河势规划的原则：全面规划，综合治理；因势利导，重点整治。城市河道普遍存在的问题：行洪能力降低；水质普遍恶化；生境多样性丧失。第六章河道整治工程措施工程线：每一处河道整治工程的丁坝（或垛、或矶头）头部的连线，称为整治工程位置线，简称工程位置线或工程线。完整的弯道一般包括三部分：上段为迎流段，一般采用大的弯曲半径甚至直线，以利迎流入弯；中段为导流段，宜采用较小的弯曲半径，以便在较短的距离内改变水流的方向；下段为送流段，弯曲半径比中段稍大，以便送流出弯。第七章河道整治建筑物按照建筑材料和使用年限，河道整治建筑物可分为轻型（或临时性）和重型（或永久性）的整治建筑物；按照建筑物与水位的关系，可分为淹没和非淹没的整治建筑物；按照整治建筑物干扰水流的情况，可分为透水建筑物、非透水整治建筑物和环流整治建筑物。对河道整治建筑物的基本要求：抗水流冲击性能；强度和抗滑、抗倾稳定性；地基的承载能力要保证不发生破坏；建筑物的柔性散抛石：优点：在水流的作用下，河床被淘刷坍塌成各种不规则的冲刷坑，巳有的护坡护底块石可以随着冲刷坑的发展及时自由沉蛰，以免因冲刷坑的发展加大而影响整个护坡的安全，并且可以随时补充抛石恢复巳坍塌下蛰的块