讷谟尔河河道演变特性与河势稳定分析

讷谟尔河属于少沙河流,上游段和下游段属于蜿蜒型河流,中游段属于蜿蜒型和分汊型河道。规划河道在逐步完善的岸线规划工程下,河道演变空间越来越小,河流的裁弯,弯道的下移都将局限在一定范围内,且由于水利工程的实施河道将逐渐稳定下来。规划河段河道演变主要体现在河道的稳定性上,其整体趋势是越来越稳定,大的弯曲河流逐渐裁弯取直。     

河型成因研究

不能用某些河性作为河型成因。决定冲积河流河性河型的是来水来沙条件和外加的边界条件;后者主要指变动的侵蚀基面。不同的来水来沙关系对滩、槽的冲、淤部位不同,导致河槽向单股窄深或向多汊宽浅发展,从而形成不同的河型。用Q=k(QJ)~m 表示来水来沙关系,m>2.5的形成单股窄深蠕动河道,m<2.5的形成多汊宽浅游荡河道。但若来沙偏小,单股窄深蠕动河型因裁弯后新、故河长期并存而派生成多汊窄深蠕动河型,多汊宽浅游荡河型也因支汊不易冲淤而派生成多汊宽浅蠕动河型。故河型可分为四类。冰冻使小水期输沙能力增大,河床易冲而河岸较稳定,相当于使m值加大。因此长期冰冻易于发展成单股窄深蠕动河道。     

长江中下游冲积平原河流河型分类及其形态指标

长江中下游干流全长1800公里,流域面积80万平方公里,支流众多,其一级支流和集水面积在0.5万平方公里以上的河流有62条。依据河道平面形态特征,将其河型划分为顺直型、弯曲型、蜿蜒型和分汊型河道。表达河流型态指标的主要因素有;河宽B,步长L,转折角α。根据B/L与α的关系可得出长江中下游冲积平原干支流的河型分类及形态指标,分汊型河流的B/L平均为0.239,弯曲型河流的B/L平均为0.165。而蜿蜒型河道的B/L值则在很大幅度内变化,这是因为蜿蜒型河道断面较为窄深,变形较慢,B/L值很小(如长江下游平均为0.21),对河宽较大、变形较快的蜿蜒型河道,B/L值平均为0.45。就长江干流而言,上荆江属弯曲型,下荆江属蜿蜒型,城陵矶以下的中下游河段属分汊型。     

长江源区河流地貌及水沙特性

长江源区河网密布,多数河流仍处于自然演变过程中,河谷地貌保存完整。基于实地踏勘资料,结合 SRTM3 DEM 对长江源区部分河流河谷地貌及水沙特性进行了分析。研究河流涵盖长江北源楚玛尔河、正源沱沱河、南源当曲、干流通天河及支流布曲、尕尔曲。根据河谷形态及河流地貌,可将这些河段归纳为3类:高原冲积型、丘陵坦谷型和高山峡谷型。其中:高原冲积型河道平面多呈游荡或多股分汊;丘陵坦谷型河道平面呈单一或分汊态势;高山峡谷型河道则为单一河道。研究时段内,长江源3个源头中,当曲流量最大,沱沱河流量大于楚玛尔河;输沙量则表现为沱沱河最大、楚玛尔河其次,当曲最小。泥沙分析发现:平面呈游荡状态的河流,其泥沙特征与其他河型有明显不同,具有悬移质含沙量大、粒径粗且均匀,床沙粒径较细的特点。相关分析显示河道宽度与水流含沙量呈正相关关系,初步说明了游荡河型产生的原因。     

游荡型河流的平面二维水沙数学模型

为使数学模型能模拟游荡性河流因水流弯曲、分汊等导致的环流输沙作用,本文首先在悬移质泥沙对流扩散方程中增加了横向输沙项,然后引入适合游荡型河流的塌岸模式及局部动网格技术和网格融合技术,解决了河岸变形模拟和河道整治工程导致网格再生、床沙级配变化模拟等关键性难题,开发出可模拟游荡性河流河床演变且可反映河道整治工程作用的平面二维水沙数学模型。最后,以黄河下游柳园口—夹河滩河段为例,应用本文模型对游荡型河流河势变化进行了数值模拟,结果表明本模型能够真实地模拟出游荡型河流独特的河床演变过程。     

三峡与丹江口水库下游河道河型变化研究进展

在收集三峡与丹江口水库下游河道河型研究成果基础上,总结与分析了三峡与丹江口水库下游河道不同河型的成因,包括来水来沙条件,河道边界条件和比降变化。结果表明,丹江口水库建成运用后,汉江中游河道演变为相对稳定的分汊或单一河道,下游弯道发生撇弯切滩;三峡水库建成运用后,下游河道的变化程度要小于汉江下游。指出了三峡水库下游河道河型变化的复杂性,及需要进一步研究的课题,研究成果可供大型水利枢纽工程下游河道河型变化机理研究参考。     

对小浪底水库修建后黄河下游游荡性河段河型变化趋势的几点看法

小浪底修建后，黄河下游河道仍然具备游荡性河型的一般条件，即坡降大、堆积性、床沙细、流量变幅大。但是在一定时间内或下泄清水或下泄低含沙量水流，将使下游河道首先发生两种变化：一是变堆积性为侵蚀性；二是洪峰削减流量变幅减小，使流路、流向相对稳定，在这两种作用下，有可能使游荡性河型向稳定分汊、甚至向顺直微弯河型转化。建议今后对河床演变进行深入研究，并对现有成果进行更高概括，使河道治理途径和方案容易取得共识。     

澜沧江源扎那曲莫云段河型判别初步分析

澜沧江源地处青藏高原唐古拉山北麓,比邻长江南源当曲,人迹罕至。为了进一步认识澜沧江地貌特征、尤其是河流地貌,得出河流地貌演化、河床冲淤演变的一些基础资料,通过实地考察,采集数据与图像,结合现有河型判别方法,对澜沧江西源扎那曲莫云河段的河型进行判别。结果表明:莫云河段河道边界约束较弱、河床稳定性较差,在顺直-弯曲-分汊-游荡的河型分类体系中,各家判别式一致判定莫云河段为游荡河型;在顺直-弯曲-辫状的河型分类体系中,则一致判定为辫状河型;最后结合国内的河流特点和主流分类体系,可以确定莫云河段属于游荡河型。实地考察资料和河型的判别,可为进一步研究澜沧江源的河流地貌提供参考。     

基于MIKE11模型的鹅头分汊型河道水面线及分流比计算

分汊型河道是冲积平原河流中常见的一种河型,研究分汊型河道的水面线及分流比对于在分汊型河道上设计涉水工程具有重要的意义。本文以汉江襄阳鱼梁洲河段为例,根据2015年实测固定断面和2011、2017年实测洪水调查资料,采用MIKE 11一维水动力模型对鹅头分汊型河道的水面线及分流比进行了研究,结果表明:各级不同来水条件下,汉江鱼梁洲左、右汊分流比较稳定,总体变化不大;随着干流总来水流量增大,汉江左汊的分流比随之增加。     

长江中下游分汊河道稳定性与治理方略的探讨

长江中下游自城陵矶致徐六泾段长约１２３７ｋｍ，属 稳定江心洲的分汊河段。在大量实测河道泥沙资料的基础上，从长江中下游分汊型河道演变特点出发，通过分汊河道与蜿蜒型河道的稳定性比较，认为长江中下游分汊型河道比蜿蜒型河道稳定，在治理时应针对汊道存在的问题来稳定或改善双分汊河道的分流形式，对多汊河道要堵塞分流比较小的有害支汊，使之逐渐转化为双分汊河道。     

下荆江监利河段近期河道演变与综合整治初探

 介绍了监利分汊弯道的情况,通过分析监利河段近百年历史演变规律和近期深泓、洲滩、汊道分流比和上游来水来沙等变化特点,论述了下荆江典型蜿蜒河道将被改造成限制性蜿蜒河道以及监利河道主流稳定在右汊(南汊)的现有条件。认为1998年批准的《长江中下游干流河道治理规划报告》提出的“监利弯道保持主流走左汊的分汊河段”的规划思想与目前的河势演变趋势冲突,并明确提出监利河段河势演变的趋势为主泓将较长时间稳定在右汊。提出监利河段的防洪规划、岸线利用和城区发展等综合整治初步设想,可较好地解决监利的水运交通和城区防洪等问题,为荆江河道的中远期综合治理奠定基础。     

三峡、丹江口水库运行前后坝下游不同河型稳定性对比分析

通过计算丹江口、三峡水库运用前后坝下游不同河型的河床稳定系数,分析了建库前后坝下游河床稳定性的变化情况及不同河型稳定性的差异,结果表明:坝下游不同河型的综合稳定系数表现为,分汊河型的稳定系数最大,蜿蜒河型次之,游荡河型综合稳定系数最小;同一河型在不同的河流甚至同一河流不同河段上的综合稳定系数存在差异;丹江口、三峡水库运用以后坝下游不同河型的综合稳定系数均呈增大趋势,河道总体呈现渐趋稳定的态势。     

游荡型河流的平面二维水沙数学模型

本文为反映游荡性河流在水流弯曲、分汊等作用下所导致的环流输沙作用，首先在悬移质泥沙对流扩散方程中增加了横向输沙项，然后引入适合黄河粘性沙构成河岸物质的塌岸模式和局部动网格技术和网格融合技术等基础性研究成果，解决了河岸变形模拟、调整工程导致网格再生、床沙级配等关键性难题，首次开发出可模拟游荡性河床演变且可反映河道整治工程作用的平面二维水沙数学模型。最后，以黄河下游柳园口~夹河滩河段为例，应用本文模型对游荡型河流河势变化进行了数值模拟。其结果表明，本模型能够真实的模拟出游荡型河流独特的河床演变过程。     

河道调整研究现状及其对黄河下游游荡型河道调整的启示

系统梳理了河道调整研究现状,全面论述了与冲积河流调整相关的河相关系、不同边界下河道调整过程、冲积河流线性理论的研究现状及发展动态.新形势下黄河下游游荡型河道调整应重点研究水沙变化与有限控制边界对河道调整的耦合效应、河道断面自调整数理分析中断面形态假定、有限控制边界条件下游荡型河流主槽摆动幅度和频率等问题,这不仅有助于加...     

黄河下游游荡性河段河弯发育与来水来沙的关系

黄河下游游荡性河道中河弯的运动与变形反映了河道的平面河势演变。研究表明,河弯的运动和变形与上游来水来沙之间存在密切的关系。本文采用相关分析方法讨论了黄河下游铁谢至高村河段中受工程控制较小、运动较为自由的河弯随水沙变化而演变的趋势以及与河弯演变相关性最好的累积水沙作用时间;分析了各年年径流量的权重变化对多年径流量与河弯特征的相关性的影响和河弯跨度与水沙之间的函数关系。研究成果对预测黄河下游河势演变趋势、科学调度小浪底水库以满足下游河势的要求具有一定的参考意义。     

宁夏黄河干流河型及成因研究

分析了宁夏黄河干流不同河段的河床组成、河道平面形态、河床演变特性等基本特征,量化了不同河段综合稳定性指标。将宁夏黄河干流冲积性河道划分为分汊型(沙坡头坝下—仁存渡河段)、游荡型(头道墩—石嘴山河段)、过渡型(仁存渡—头道墩河段),并研究了自然因素和人为因素对河型形成的重要作用。     

入湖浅水三角洲形成过程实验模拟分析

本文基于自然模型法,对入湖浅水三角洲的形成发展过程进行实验模拟,从河型和流场变化的角度,分析其河道演变过程规律。通过改变上游来沙和下游水位,研究不同边界条件对三角洲形成过程中河道摆动及河型发育的影响。实验结果表明:(1)河槽在顺直、分汊及无河槽的形态间交替演变,下游淤积的河坝会导致地形抬高、反水压力以及溯源淤积现象,促进河道发生周期性横向摆动。(2)三角洲表面流场形态及流速大小随河型变化,且与演变阶段有关。(3)上游多沙和下游高水位,都能使河型周期历时变短,主流摆动角度变大,摆动点位置向上游移动,较多来沙可以使河道形态由鸟足状向辐射状发育。在这一演化过程中,来沙影响占主导而水位影响居次要,水位变化条件不会从根本上改变河道形态的类型。     

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。     

一种正弦派生曲线弯道的演变试验研究

不同河流形态间的交替转化,伴随着河流阻力规律的变化。为研究基础河型的演化规律,在实验室条件下,通过控制初始河道弯曲度、河宽以及流量,对正弦派生曲线弯道短期演变的特征规律,如河岸线、水流动力轴线和地形变化等进行了研究。结果清晰地表明了不同工况下河道的不同发展特征,"大水"条件下河道容易渠道化,河岸线趋于顺直,河道宽度主要受到初始河道弯曲度及水流流量的影响。总体来看,用非黏性泥沙作为实验材料,实验河道易向着游荡型方向发展,但在一定的时间段内,存在着典型弯曲河道演变特征,且可明显地观察到床面对流量的非线性响应特征。实验结果能为天然河流的平面形态演变研究提供支持。     

长江中游下荆江蜿蜒型河道成因初步研究

 描述了下荆江蜿蜒型河道河型特点。在前人所作下荆江成因研究的基础上,分析指出了下荆江蜿蜒型河道形成条件,即通过加大河长耗散富余能量并与相对较大的含沙量相适应形成蜿蜒河型,表现为河道纵向输沙平衡条件和适度抗冲的二元相结构边界条件。并将其与长江中下游分汊型河道成因进行对比分析,提出了二者在河型调整中的共性和特性。