淤积和冲刷河流中的床沙分选过程

在对数概率座标图中,河床组成的级配曲线常常出现被两个不连续点分成的三段直线。本文研究表明:在淤积和冲刷河流中,通过床沙分选过程,原河床组成的对数正态级配曲线将变形为此种形式,并可根据爱因斯坦堆移质函数进行计算。相应于粗沙和中沙两段直线间的不连续点接近泥沙的起动粒径;另一个不连续点则与小颗粒泥沙受大颗粒泥沙的掩护有关。原床沙粒径级配的标准偏差对级配曲线的变形程度具有一定的影响。可以发现,在淤积河流中经过较长时间以后,床沙级配的中间直线段将变回到初始河床床沙级配的对数正态分布形式。在淤积河床沙级配出现三段直线是一种暂时现象。河流的输水能力可根据与床沙开始起动时的临界摩阻流速有关的不连续点和河槽坡降进行估算。本文研究结果与李特(Little)和梅叶(Mayer)1976年为冲刷河流所做试验的成果进行了验证。     

长江下游河床演变对防洪的影响探讨

长江下游自然资源丰富，工农业生产发达，但河床自然演为，河岸崩塌，汊道变化，河床淤积，人工围滩开发，给长江下游防洪及两岸经济发展带来负面影响。为此，对长江下游河床演变规律，河床自然演变对防洪的不利影响进行重点分析研究，探讨长江下游防洪问题，提出应通过因势利导整治河流，控制汊道变化，稳定岸线，疏竣河道，规划保护对行洪有利的滩地，使河流最大限度地安全行洪，实现长江下游长治久安，社会、经济的可持续发展。     

长江下游河道河床阻力分布特征及影响因素分析

河床阻力是河流动力学的基本问题之一,与河流的泄流能力及挟沙能力息息相关。利用2014—2016年长江下游九江至河口段河床的多波束、ADCP及底质沉积物的同步采集数据,通过计算沙粒阻力和沙波阻力,分析不同河段河床阻力的分布特征,探讨河床阻力与宽深比、粒度及流速3个因素之间的相关关系,并对比三峡蓄水前后主要河段河床阻力及其与影响因素之间相关性的变化特征。研究结果表明:三峡蓄水前后,总体上,长江九江至吴淞口河段最大河床沙粒阻力和平均沙粒阻力分别减小57％和63％。长江下游河道河床阻力在蓄水前后均以沙粒阻力为主,沙波阻力在河床阻力中占比不足1％且随着三峡工程的运用有减小的趋势。三峡蓄水前,长江下游河道河床阻力与3个影响因素相关性从大到小依次为粒度、流速和宽深比,相应的平均决定系数依次为0.48,0.30,0.25;而三峡蓄水后,长江下游河道河床阻力与3个影响因素相关性从大到小依次为流速、宽深比和粒度,相应的平均决定系数依次为0.71,0.41,0.30,但各河段河床阻力在不同时期主要影响因素又有所区别。研究结果可为长江下游航道整治、航运安全和防洪提供参考依据。     

天然河流沙质河床上器测推移质输沙率含义的商榷

作者基于天然河流沙质河床上的推移质和悬移质两类运动形式的泥沙,不存在一个能够截然划分的界面,认为在沙质河床上利用推移质采样器实测的推移质输沙率,其组成不都是推移质泥沙,其中尚包括悬移质中的床沙质泥沙。为此,本文分析了长江中游干流宜昌和汉口水文站河段利用推移质采样器实测的推移质输沙率和与之相应测次的、按测时水沙条件计算的临底流层内悬移质中床沙质泥沙输沙率的相关关系,论证了沙质河床上器测推移质输沙率中推移质泥沙和悬移质中床沙质泥沙组成的机理。     

修建水库后下游河道重新建立平衡的过程

冲积河流上修建水库以后,下游河道将失去平衡。河流为了重新建立平衡,必将发生一系列的变化。本文对这—变化的过程,提出了一些新的概念。根据枢纽下游所在地区的地质地理条件,河流的坡降可以有各种不同的变化。坡降的渐趋和缓只是三种可能性中的一种,不能当做普遍规律来看待。河槽的重新建立平衡,主要是通过河床质的粗化作用。河床质的粗化现象具有两种不同的类型。一种是河床表层复盖物因清水冲刷而外移,露出了底下属于另一地质时代的较粗的卵石层,这时河床质的粒径会发生突变。另一种是由于水流的分迭作用,河床质的变化是连续的,徐缓的。在第二种情况下,河床质的粒径虽然变化不多,但是,通过河底沙垅的加多,却可以使曼宁糙率系数有很快的增加,这就使水流的流速降低,挟沙能力减小,河流逐渐建立起新的平衡。随着河床质的渐次粗化,河床的冲刷下切率与时俱減。野外实测结果及水槽试验成果都指出冲刷率与冲刷历时之间成一指数关系。河床质中不能为水流所挟运的颗粒所占百分比愈大,冲刷率下降得愈快,河道重新恢复平衡所需要的时间也愈短。从黄河下游的具体情况来判断,将来修建枢纽以后,下游河道在承受清水冲刷时可能作整体下降,坡降的变化不会很大。黄河下游的河床质虽然很细,同样也存在着粗化的可能。通过粗化作用,可以使河床下切的深度大大减低。     

边界条件对三峡坝下游河床演变影响

河流发育和河床演变受多种因素的影响,其中边界条件是重要的因素之一.根据已有河床组成、地质钻孔成果,阐述了三峡坝下游河道边界条件,总结了三峡坝下游河段河床演变特点,分析不同的边界条件对坝下游河床演变的影响.分析表明,基岩质或硬土石质河岸边界对河床剧烈演变起制约作用;砂-土二元边界河岸抗冲性很差,对河床演变的约束力较弱,主要体现在下荆江;粘性土质河岸对弯道的发展起重要的抑制作用;护岸及河控工程很大程度上抑制了河床横向变形,但易造成河床的纵向较剧烈变化.     

新疆山溪性河流河道糙率分析

天然河道糙率是流量分析计算中的一个重要参数,河床糙率影响因素复杂,主要受河道河床质组成及床面特性、平面形态及水流流态、岸壁特性等河段特征要素控制。以部分山溪性河流实测资料为分析对象,得出多数河流糙率与水深关系较差,糙率一般随水深的增大而减小;糙率主要受河道河床质组成及床面特性、平面形态及水流流态、岸壁特性等河段特征因素影响。     

自然分选河床质中砾石的起动

<正> 前言关于河床质颗粒起动的水力条件的知识对河流动力学的许多方面都是极其重要的。希尔兹(Shields,1936)和朱尔斯特罗姆(Hjulstrom,1939)所进行的研究是这方面早期的重要贡献。此后又进行了许多改进。尽管有了重大进展,起动一定粒径泥沙颗粒所需的水力条件的不确定性仍很大,对于粗粒河床质尤然。在水槽和河流中,研究砾石以及更大颗粒起动和输送方面的困难是限制人们对这一课题     

山区河流河床形态对推移质输沙率影响的试验研究

为探索山区卵砾石河流推移质运动受水流条件和河床形态的影响规律,开展了大比降浅水流动条件下卵砾石输移的室内水槽试验,获得了两组泥沙组成的19个流量条件下的水流、泥沙及河床三维地形场数据。结合室内水槽试验及文献中的天然河流输沙观测数据,分析了不同水沙输移阶段水流阻力、河床形态与推移质运动之间的关系。试验结果表明:河床阻力系数随着河床形态强度参数增大而增大,形态阻力与河床形态强度参数相关性更强。在泥沙补给充分阶段,推移质输沙率与床面阻力、形态阻力及河床形态强度参数均呈正相关关系;在泥沙补给不充分的水流冲刷阶段,推移质输沙率随河床形态强度参数增大而减小。     

河型分类研究现状与展望

河型分类研究是河流地貌学、河流动力学及河流工程学中的一个基本问题,是探索河流的地质地貌、河床演变规律和河道整治的关键所在,对于完善河流学理论具有重要意义。在总结众多学者研究工作的基础上,介绍了近百年来河型分类、河型成因、河型判别式研究现状及成果,并对水利枢纽下游河床、河型演变进行了初步分析。最后对河型分类研究中亟待解决的问题进行了展望,指出大坝下游的河流再造床过程是未来研究的重点和热点问题。     

山区河流推移质运动的野外试验研究

山区河流推移质运动与河床结构发育程度之间紧密联系,认识这种联系有助于揭示山区河流的推移质输沙规律。通过专门设计制作的推移质运动观测-视频采集系统和河床结构发育程度测量装置,对河床结构发育良好、部分发育及无河床结构(平整床面)三种典型床面条件的山区河流推移质颗粒运动进行了观测分析,并初步研究了推移质运动和河床结构发育程度的制约关系。试验发现,河床结构发育良好时,推移质输沙率很低,推移质输沙主要通过跃移运动实现;河床结构部分发育时,颗粒跃移强度上升,并逐渐有颗粒突破结构束缚,在床面滚动(间或滑动);无河床结构条件下,滚动(间或滑动)和跃移输沙均为推移质输沙的重要方式;如果水沙浓度达到一定值,可能发生层移质运动,滚动(滑动)输沙超越跃移输沙成为推移质输沙的主要方式。宏观上看,山区河流推移质输沙和河床结构发育程度之间相互制约。对同一河段,当水流功率不变时,推移质输沙率和河床结构发育程度之间在对数坐标下基本呈线性负相关关系。     

EKL型水文缆道设备观测资料的对比分析

近几年来,新疆伊犁水文水资源勘测局先后引进6台EKL型水文缆道设备,并分别应用于不同特性的河流,选择沙质河床和卵石河床组成断面的四个水文站进行测深、测宽及流量比测试验,通过对EKL设备的测深、测宽功能及流量实测资料进行统计分析计算,分析了该设备在沙质河床和卵石河床河流上的应用。通过分析得出:河床组成和河床质的分布对测深的影响较大,河床质粒和分布不同,对断面面积测验的影响不同,测宽误差对流量测验精度的影响不大。     

水文基础知识一百问(二)

<正>9.河流泥沙及输沙率的概念是什么?根据泥沙运动特性可将泥沙分为几类?答:河流泥沙是指河流中随水流输移或在河床上发生冲淤的岩土颗粒物质。输沙率是指单位时间内通过河流某一断面的泥沙数量。根据其运动情况,可将泥沙分为推移质、跃移质和悬移质。由于跃移质是推移质和悬移质间的过渡情况,因此有     

冲积河流沙质河床推移质级配分布规律

推移质级配是进行推移质输沙率、河床冲淤等计算模拟的重要条件。本文从分析沙质河床近壁紊动源区内泥沙运动临界图景入手,运用瞬时动量对撞平衡原理得到推移质泥沙临界运动条件,并基于垂向瞬时紊动速度所具有的高斯分布规律,求解随机方程,建立了理论性较强的沙质河床推移质颗粒级配计算公式。黄河与长江的实测资料检验结果表明,本文提出的公式能同天然沙质河床推移质实测资料符合,因而对于确定冲积河流沙质河床推移质泥沙级配具有重要的理论意义和实用价值。     

世界大型河流沙丘背水面几何形态研究

正世界大型河流中,沙丘是推移质输移的重要媒介,是河床糙率和水流阻力的重要来源。沙丘产生的分层是古代河流泥沙淤积最普遍的特征。然而,受到小型河流河床以及实验室人造河床几何形态的限制,目前沙丘动力学和分层模型也比较有限。在之前的沙丘研究中,通常假设沙丘下游背水面为简单的几何形态且坡度大小等于休止角。通过对一系列大型河流水深的高精度测量表     

荆江河床质组成初步分析

一、前言荆江是长江紧接三峡出口后的一段冲积河流,它的范围,上自距宜昌下游59公里的枝江起,下至洞庭湖口的城陵矶止,长约404公里。按河型的不同,以藕池口为界又分为上下荆江两部分。上荆江长约171公里,河道外形比较固定,河床每年随水流涨落发生周期性的变形;下荆江长约233公里,属于一种弯曲河道,它的外形经常变化,从1887年至1947年间曾先后分别在古长堤,尺八口和碾子弯等三处发生过自然裁直。冲积河流的河床主要是由上游来沙中不能为水流带走,而在当地沉积下来的泥沙所组成,因此在研究许多河流问题时,如河性,河相和河床演变等等,河床质的组成是一个不可缺少的重要因素。荆     

河流交汇口河床地貌演变研究进展

综述了20世纪80年代以来河流交汇口河床地貌演变研究取得的主要成果,总结了不同类型交汇口水流特性以及地貌特征。影响交汇口河床地貌的主要因素为干、支流交汇角与干、支流汇流比,已取得的研究成果主要是基于数值模拟和水槽试验的理论研究,应加强对天然交汇口河床地貌演变的研究,尤其是加强河流生态修复、河流水污染治理和河道疏浚等应用性研究工作。     

河流再造床过程中河型变化的实验研究

河流上修建枢纽工程将改变下游河道来水来沙条件,并导致河流再造床过程。本文通过室内概化水槽实验研究了清水下泄时河道比降、入流角、流量及河床组成等因素影响河流再造床过程中河型变化的规律。研究发现,对于一定的河床组成,如果控制河槽的冲刷下切,当入流角为0时,随着比降、流量的增加,初始顺直的河槽将会展宽增大湿周从而降低消耗,河槽宽深比随比降、流量的增加而增大,随组成河床颗粒粒径的减小而增加;当入流角大于0时,随着比降的增加,初始顺直的河槽一方面增大宽深比,同时呈现弯曲特征,在一定的比降、流量及河床组成条件下,将形成具有明显弯曲特征的主槽。     

河床表层冻融作用下推移质输移特征研究

高纬度河流系统常会经历季节性冻结与融化。为揭示冻融作用对床面推移质运动的影响，本研究以未经历冻融过程的常规室温(20 ℃)推移质输沙实验结果为基准，保证实验条件不变，开展了均匀沙与非均匀沙床表层冻融后的室温(20 ℃)推移质输沙实验，综合比较了冻融作用影响下推移质输沙率与级配组成特征。结果表明，河床表层冻融后的推移质输沙率均高于无冻融作用的推移质输沙率，据此提出了有冻融影响与无冻融影响下的推移质输沙率比值ζ。研究显示，冻融作用下的推移质输沙率呈有规律变化：剪切力较小时ζ较大，剪切力较大时ζ减小并逐渐趋于1.0;非均匀沙中，随着泥沙粒径增大，各粒径组的ζ逐渐减小;低流量驱动时，冻融作用对非均匀输沙级配组成的影响显著，并随着流量增大而逐渐减弱。本研究剖析了冻融作用对推移质输沙率与级配组成的影响，有助于认识冰冻区河流的河床稳定性与河床演变情势。     

河流纵比降及纵剖面的計算方法

河流纵比降及纵剖面的計算在研究河道演变中十分重要,多年来学者們对河流纵比降及纵剖面作了大量研究。本文拟将以往成果加以簡介評价并提出一些建議,以供有关同志参考。謬誤处,尚請指正。一、河床縱剖面的形态: 纵剖面系指河流沿水流方向的几何形态,它包括河谷纵剖面、水面纵剖面及河床纵剖面;后者又包括主槽及滩地縱剖面。河床縱剖面的形态是各式各样