河型的成因与分类

本文遵循同一级河型采用同一标准的分类方法,以河床边界组成作为河型第一级分类指标,将天然河型分为冲积河床、半冲积河床与非冲积河床。以形态作为第二级分类指标,把冲积河床分为顺直微弯、弯曲、分汉与散乱四个亚类。半冲积河床分为顺直微弯、弯曲、分汉三个亚类。非冲积河床分为顺直、弯曲、深切河曲与分汉四个亚类。以稳定性作为第三级分类指标,将冲积河床分为不稳定顺直、稳定微弯、稳定弯曲、自由弯曲、稳定分汉、不稳定分汉、游荡、滩槽游荡八种。半冲积与非冲积河床较为稳定,无需进行第三级分类。本文给出各类河床的边界组成、河床地貌和河床与河岸的相对可动性等定性指标,阐明了各类河床的成因与分布规律,本分类法能概括天然河型的成因、形态与演变。     

黄河源玛曲河段河型沿程变化及其原因

黄河源玛曲河段是一段特殊的冲积平原河道,接连出现了网状河型、分汊河型、弯曲河型和辫状河型,在270km的流程里,冲积河型发生了4次河型沿程变化.通过遥感图像和野外调查相结合,描述玛曲河段河型多样性和河道的基本特征,分析河型沿程变化的原因.玛曲河段的冲积河道主要发生4次河型变化,即网状型-分汊型、网状型-弯曲型、弯曲型-辫状型和辫状型-弯曲型.网状型-分汊型变化的原因是地形限制,泥沙淤积形成沙洲和植被发育.网状型-弯曲型变化的原因是地形限制、河床比降由大变小、河岸物质组成沿程变细.弯曲型-辫状型变化的原因是白河入汇、河床比降变大.辫状型-弯曲型变化的主原因是下游峡谷段河床下切和黑河入汇.     

黄河口汊1—汊2河段河势治理分析

为了解决黄河河势图无法反映水面下河槽形态变化和统测断面无法反映断面间河道形态演变的局限,采用河槽剖面形态沿程监测的方法分析了黄河口汊1—汊2河段河槽剖面形态沿程演变与水流动力作用的特点,确定了护岸建筑物的设计方案。河槽剖面形态沿程监测的作用巨大,有必要对黄河下游河槽或重点河段实施加密断面测量,分析河槽水流动力作用及河槽形态变化。     

冲积床面形态及阻力的水槽试验研究

本文通过水槽试验,对中径为0.22mm的床沙,比较系统地研究了冲积床面形态及阻力规律.试验中观察到沙垄消亡时的床面形状比较规则,沿程分布比较均匀.试验结果表明,同一沙粒阻力条件下,沙波相对高度及陡度随水深增大而减小,床面形态过渡区,水流阻力不仅随沙粒阻力增大而减小,而且与相对水深有关.同一沙粒阻力的水流,其阻力系数随水深增大而减小,在床面形态过渡区,阻力系数相差不大,沙粒阻力是影响床沙质含沙量的主要因素.     

黄河下游河道河槽形态与输沙特性研究

根据多年实测大断面统计资料,分析了黄河下游各河段的水面宽、宽深比B/h、单宽流量与流量的关系。结果表明:高村以上游荡型河道随着流量的增加,宽深比B/h增加、单宽流量减小,为宽浅型河道;艾山以下情况与高村以上相反,为窄深型河道。在实测资料范围内,河段的输沙特性与河槽形态关系密切,宽浅型河道具有"多来多淤多排"的输沙特性,窄深型河道在洪水时具有"多来多排"的输沙特性。河槽形态的沿程变化,使得洪水输沙能力没有因比降沿程变小而降低,而是随河宽的沿程变小,洪水的输沙能力沿程增强。河道底沙的运动速度比洪水传播慢,这是造成黄河下游河道长距离冲刷的根本原因。     

黄河下游河道横断面的若干特点

探讨了黄河下游不同河段断面水力几何形态及断面形态特征参数之间的相互关系与变化特点,认为:①游荡型河段河宽随流量的增大而增大,但水深与流量之间没有相关关系,河相系数也随流量的增大而增大,面积的增加主要是通过河宽的增加来实现的,面积与水深之间没有相关关系,而平均水深随河宽的增加具有减小的趋势;②蜿蜒型河段在水流达到满槽河宽之前,断面几何形态和断面特征参数的变化与游荡型河段相似,在水流达到满槽河宽之后,断面几何形态和断面特征参数的变化与游荡型河段的断面极为不同;③过渡型河段断面特征参数的变化既具有游荡型河段的断面特征,又具有弯曲型河段的断面特征,但在1965~1974年的集中整治后,变为弯曲型河段的断面参数变化特征;④研究黄河下游河道输沙及河床演变时,必须注意到不同河段断面形态的显著区别,特别是蜿蜒型河段的断面形态在满槽河宽前后的显著区别。     

糙率减小与洪峰增值关系的数值模拟研究

以矩形断面河槽为研究对象,采用一维非恒定水流数学模型,模拟计算了糙率变化对下游洪峰增值过程的影响。结果表明:在河床断面不发生冲淤,断面形状沿程不变,且只考虑清水的情况下,当糙率不变时,随着洪水逐渐向下游传播,受河道槽蓄作用的影响,洪峰流量沿程逐渐衰减,峰型趋于矮胖;当糙率随时间减小且上游变化率大于下游河道时,发生流量沿程异常增大的现象,且变化率越大,增值越明显。通过理想情况下的单因素分析,认为糙率随时间沿程减小时,下游洪峰会发生增值现象。此外,进口洪峰形态对洪水演进有一定的影响。峰型越矮胖,下游断面的洪峰流量增幅越大;当入口为连续洪峰时,因两峰叠加,洪峰异常增值有所加剧。     

滩地加宽及主槽变化对复式断面过流能力的影响

为了分析不同断面形态对复式断面过流能力的影响,针对概化的复式断面顺直型河道,应用数学模型分别计算并分析了滩地加宽和主槽位置变化河道滩槽流量分配比、沿程水位、河道水力坡降的影响。结果表明：当滩地过水面积小于4~6倍的主槽过水面积时,增大滩地的宽度可以明显降低河道的沿程水位;改变主槽的位置几乎不会影响河道的过流能力。     

黄河上游河道水力几何形态关系分析

根据黄河上游干流10个水文断面的多年实测资料,分析了黄河上游不同断面及不同河段的水面宽、水深、流速与流量之间的关系,并探讨了水力几何形态关系中各相关参数的沿程变化特征。结果表明：在整个上游河段,水面宽随流量的变化速率较小,其中上游上段的水力几何形态主要通过流量对水深和流速的共同影响来实现,上游下段则主要通过流量对流速的影响来实现;黄河上游水力几何形态关系与黄河下游及国内外其他河流相比,有相似也有差异,这与该河段的地貌及河道边界条件有关,也与人类活动的影响有关。     

渭河下游河道输水能力与断面形态响应关系研究

渭河下游河道冲淤幅度大,各断面形态变化情况复杂,导致其平滩流量也剧烈变化。本文在分析沿程床沙组成、不同年代断面形态实测资料的基础上,概化不同河段不同年代河道的糙率、比降,探索提出了滩唇比降法计算断面的输水能力方法,所得结果与传统的水文站经验方法吻合较好,说明该方法是研究沿程不同河段输水能力的一种新的途径。对比分析得到渭河下游河道平滩面积与平滩流量具有指数关系的特点,深入分析了不同年代平滩流量与断面形态的影响关系变化规律。     

黄河河口挖河固堤技术研究综述

1997—1998年、2001—2002年和2004年，在河口河段分3次实施了挖河固堤工程，涉及河道总长度为53．6km。共挖泥沙1057万m^3，加固堤防24．8km。研究分析表明，挖河工程减淤作用明显，在挖河段上下游河段引起了溯源和沿程冲刷，其影响程度为越靠近挖河段越强；挖河之后，观测河段相同流量级的水位均有大幅度降低，平滩流量明显增大；挖河工程的实施，使得观测河段的河道宽深比减小、断面形态向着有利方向变化；挖河工程在减少河道淤积作用方面的时效性约为2a。     

黄河下游河道河槽形态与输沙特性研究

据多年实测大断面的资料统计,分析了各河段的河槽特性水面宽、宽深比B/h、单宽流量与流量的关系.高村以上游荡性河道随着流量的增加,宽深比B/h增加、单宽流量减小,为宽浅型河道;反之艾山以下为窄深型河流.在实测资料范围内,河段的输沙特性与河槽形态关系密切,宽浅型河道具有"多来多淤多排"的输沙特性,窄深型河流在洪水时具有"多来多排"输沙特性.河槽形态的沿程变化,使得洪水输沙能力没有因比降沿程变小而降低,而是通过河宽的沿程变小,流速增加,洪水的输沙能力沿程增强.其底沙的运动速度比洪水传播的慢是造成黄河下游河道长距离冲刷的根本原因.     

雨洪综合作用下细沟断面沿程冲刷及溯源侵蚀特征试验分析

文章对雨洪综合作用下的细沟断面沿程冲刷和溯源侵蚀特征进行试验分析。结果表明:随着雨洪强度的递增,断面沿程冲刷强度增加,细沟宽度及宽深比随坡长增加呈现先增后减小的指数型变化,而沟深则随坡长增加呈现线性递减变化。断面受溯源侵蚀影响,随着坡度递减,沟宽与流量及坡度两个相关指数分别从0. 82和0. 75递减到0. 43和0. 38,沟宽递增变化率大于沟深变化率,断面宽深比逐步减小。研究成果对于流域水土保持治理具有参考价值。     

黄河下游河道横断面变化特点分析

探讨了黄河下游不同河段断面水力几何形态及断面形态特征参数之间的相互关系与变化特点。研究结果表明:①游荡型河段,河宽随流量的增大而增大,但水深与流量之间基本没有相关关系;②蜿蜒型河段,在水流达到满槽河宽之前,断面几何形态和断面特征参数的变化与游荡型河段相似;在水流达到满槽河宽之后,水面宽与流量关系不大,平均水深与流量成正比关系;③过渡型河段断面特征参数的变化具有游荡型河段的断面特征,又具有弯曲型河段的断面特征。     

青藏高原山区河流广义河相关系与多频率沿程河相关系

山区河流地貌由流域来水来沙和地质地貌等下垫面背景因素决定,基岩限制性河段与冲积河段相间分布,这些河流是否存在稳定的河相关系,是山区河流地貌演变研究亟待回答的重要问题.本研究以发源于青藏高原的六大水系共129个水文测验断面的实测流量和实测大断面数据为主要数据源,以青藏高原六大水系的沿程河相关系为研究对象,探讨了同一河段与...     

基于面积型Froude数的浑河流域河相系数计算及沿程关系探讨

针对水深型Froude数对于河相系数计算不适用的问题,采用面积型Froude数对浑河流域河相系数进行计算,定量分析其Froude数分布,并探讨不同河型下整治流量和对应宽度的范围。结果表明:面积型Froude数与水流强度及水能具有强相关性,与河相系数呈现反相关性,相关程度高于0. 7。随着流量的增加,河相系数沿程递增,且随流量呈现指数变化。     

冲积河流航道整治线宽度问题的研究

本文根据水流连续方程、运动方程和输沙平衡方程,并引入沿程河床及整治前后河床的相对可动性或稳定性为常数的假定,获得了冲积河流沿程河相关系及航道整治线宽度的理论公式.该公式能较好地反映黄河下游,长江荆江河段等天然河流沿程河宽和水深相互关系的实际,也能与赣江、北江等河流整治前后河床断面形态的调整相吻合,并为水槽试验资料所证实,可广泛应用于沙质和卵石河床航道整治工程治导线的设计.     

时空维度拓展的河相关系研究进展

从时间和空间两个维度拓展河相关系理论是当前的研究热点.对多断面河相关系的地貌学意义与表达方式、影响因素和在资料缺乏地区流量估算的应用,以及多频率沿程河相关系的研究成果进行较系统的分析和总结,探讨了多断面河相关系、多频率沿程河相关系,以及山区河流广义河相关系的意义与内涵.多断面河相关系是断面河相关系在河网空间的延伸,多频...     

向家坝水电站下游非恒定水沙特性研究

水电站日调节和泄洪引起的非恒定流改变了下游河道的天然水沙过程,将影响下游河道的防洪、航道、港口及船舶航行安全,需研究坝下非恒定流的传播规律、关注航道内比降与流速的变化以及航槽内的输沙特性,实现水电与航运协调发展.结合向家坝水电站下游滩段的物理模型试验与坝下一维数模计算的成果,开展了电站下泄非恒定流对下游水位、流量、比降、流速及输沙的影响研究.结果表明:日调节引起的坝下水位、流量变化沿程坦化,水位与流量变幅沿程减小;随着电站泄水波的行进,峰前瞬时比降和水流速度相应增大,退水时沿程水面比降与流速随谷减小,随后恢复原有的比降(流速)与流量关系;泄水波峰前最大比降随流量变率的增大而增加,与流量的变幅无关;非恒定流输沙率大于恒定流的输沙率.     

平滩流量下弯曲分汊河道水力要素的突变性特征

平滩流量下的水力特性对分汊河道的滩槽冲淤、分流分沙比及污染物的输移等均有较大的影响。以长江中游戴家洲河段为原型,通过开展概化定床模型试验,分析了弯曲分汊河道不同特征流量下水动力特性的沿程差异性和平滩流量下分汊河道不同区域水力要素的突变特性。试验结果表明:纵比降沿程变化规律为分流区小流量下沿程增加、大流量下沿程减小,凸岸汊道与之相反,而凹岸汊道沿程增加;在平滩流量附近,分流区水面纵比降出现极大值、沿程比降变幅出现极小值,主流线、最大床面切应力所处位置由凹岸汊道转移至凸岸汊道。试验结果为水沙变异条件下分汊河道冲淤机制的研究提供了基础。