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河道演变规律

河流演变规律及其机理研究

河道演变规律及其机理研究

摘要:我国河流分布广泛,与人们生活和国民经济建设密切相关。河道演变是河流动力学一个重要的研究方向,其相关研究对于整治河道,航运,水利工程,生态保护等方面有着重要的意义。本文从河道演变基本概念入手,对河道演变的影响因素及各种不同天然河道的演变规律进行了比较全面的描述,并对河道整治提出了相关的建议。

关键词:河道演变;关键因素;演变规律

引言

天然河流总是处在不断发展和变化之中,在河道上修建水利工程、治河工程或其他工程后,受建筑物的干扰,河床变化将更为显著。人类在开发利用河流的过程中,要有成效地兴利除弊,必须采取整治措施。要有效地整治河流,必须充分认识河道演变的基本原理及各类河床特殊的演变规律。

1.河道演变的基本概念

河道演变系指在自然情况下或者在受人工建筑物干扰情况下所发生的变化。这种变化是水流和河床相互作用的结果,河床影响水流结构,水流促使河床变化,两者相互依存,相互制约,经常处于运动和发展的状态之中。水流和床沙的相互作用是以泥沙运动为纽带的。在一种水流的情况下,通过泥沙的淤积使河床升高;在另一种水流的情况下,通过泥沙的冲刷,使河床降低。因此,河道演变的规律是以泥沙运动的规律为基础的。但是,自然河道的演变过程极为复杂,往往不能直接从泥沙运动的基本规律得到充分解释。因此我们必须更进一步对河道演变的基本规律进行探讨,才能解决我们所面临的各种河道演变的预测问题。

河道演变的对象有广义和狭义之分。广义的方面在时间应包括河道生成和发展的历史过程,在空间上应包括河道所流经的河谷的各个部分;而狭义的方面只限于近代的、河道本身的变化。河道演变发生演变的根本原因是输沙的不平衡造成的河床变形长期积累的结果。所谓的输沙平衡是对时间或空间的平均情况而言,即使在这种情况下的的输沙平衡,也只是相对的,绝对的输沙平衡在自然界中是不存在的,所以河床总是处在不断发展变化中。

2.河道演变的影响因素

影响河道演变的因素是极为复杂的,但归结
起来,最主要的因素不外乎气象、地质、地理等方面。在研究这些因素最河道演变的影响时应该区别两个问题。一个是河流形成的历史过程,另一个是河流目前的河道演变特性。

影响河道演变的因素是极为复杂的,但归结起来,最主要的因素不外乎气象、地质、地理等方面。在研究这些因素最河道演变的影响时应该区别两个问题。一个是河流形成的历史过程,另一个是河流目前的河道演变特性。

就河流形成的历史过程来看,其主要作用的动力因素有如下四种:地壳的构造作用、水流作用、冰川作用和风化作用,其中最主要的因素是水流作用,其他因素不能单独创造河道,它们只能在在河道形成过程中配合水流的侵蚀、搬运和堆积作用,对河道产生一定程度的影响。

就河道目前的演变特性而言,与河道的形成不同,完全取决于上述动力因素在现阶段的情况。由于冰川作用仅限于部分河流的河源地区,地质构造运动和风化作用进行的异常缓慢,因此在研究河流目前的河道演变特性,可以只着眼于现阶段的水流作用,尤其是水流与河床的相互作用。

对于任意具体河段,影响水流与河床相互作用的因素主要由以下四点:

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