河床演变学 河流的水力几何形态
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《河床演变与整治》课程教学大纲课程编号:030163 学分:2 总学时:34大纲执笔人:匡翠萍大纲审核人:刘曙光一、课程性质与目的《河床演变与整治》是港口航道与海岸工程专业的一门重要的专业课程,它是研究自然情况下或修建整治建筑物后河流河床发生冲淤变化的过程的一门科学,根据河床冲淤变化采用科学的整治手段来调整河流的来水来沙过程,以达到防洪抗旱、疏通航道、围垦灌溉、稳定河床、蓄水发电多功能地利用河流,并兼顾水利水产等其他事业,以及环境与生态保护,以获得合理的最大经济效益,生态效益和社会效益。
因此河床演变及整治在河流的开发、利用与治理特别是港口与航道工程建设中起着重要的作用。
同时与土木工程、交通工程和环境工程等学科也有着密切的联系。
通过《河床演变及整治》的教学,使得学生了解和掌握与河床演变及整治相关的河流动力和泥沙运动方面的理论知识,了解河流治理的主要措施和手段。
二、课程基本要求《河床演变与整治》作为一门工程运用学科,要求学生具有一定的水力学(或流体力学)、河流动力学的基础知识;要求教师具有全面的流体力学和河流动力学知识,全面的河流治理知识和工程经验。
三、课程基本内容1.绪论:河流治理工程的基本性质、国内外河流治理工程的历史和现状等。
2.河床演变与整治的一般问题:(1)河流的一般特性:山区河流和平原河流的一般特性,包括河床形态、水流及泥沙运动、河床演变等。
(2)河床演变的基本原理:包括河床演变分类、影响河床演变的主要因素、河床演变的基本原理、河流的自动调整作用等。
(3)河流的水力几何形态:包括河床的稳定性、造床流量、河相关系和河流纵剖面等。
(4)整治建筑物及整治手段:包括河道整治及规划、洪水河床整治、枯水河床整治、河床整治建筑物及其材料和构件。
3.自然河流河床的演变及整治:(1)顺直型河流的演变及整治:顺直型河段特性、演变规律、形成条件及整治工程。
(2)蜿蜒型河段的演变及整治:蜿蜒型河段特性、演变规律、形成条件及整治工程。
DOI:10.16239/ki.0468-155x.2010.04.010泥沙研究2010年8月Journal of Sediment Research第4期黄河内蒙古河段河道演变及水力几何形态研究冉立山1,2,王随继1(1.中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:黄河内蒙古河段的凌汛年年发生,多次引起河道决口导致洪水灾害。
为了提供有效的防洪措施,选取不同河型段中的代表性河道断面,来研究其河道演变特征及其主要影响因素,并从水力几何形态关系上剖析其内在驱动因子。
结果表明,河岸组成物质的极大不同决定了各个断面的演变特性及其所在河段的河型差别。
以基岩河岸为主的磴口河段的河道最为稳定;以泥质河岸为特征的头道拐断面所在的顺直河段次之;以泥质砂质二元河岸结构为主的三湖河口断面所在的弯曲河流段很不稳定;而以砂质河岸为主的巴彦高勒断面所在的辫状河段最不稳定。
河道的演变势必引起其水力几何形态关系的调整,在黄河内蒙古河段,随着流量的变化其水力几何形态的调整主要是通过影响水深和流速来实现的。
巴彦高勒断面是上述调整中表现最明显的断面,因此,它所在的河段也是容易决口的河段。
三湖河口所在河段的一系列凹岸的强烈冲刷引起河道大幅度摆动,从而也是河道决口的潜在河段。
黄河内蒙古河段的河流治理的侧重点应该针对巴彦高勒断面所在的辫状河段和三湖河口断面所在的弯曲河段。
对辫状河段要加强整个河段的河岸防护,对弯曲河段以工程防护手段侧重遏制其凹岸的坍塌后退。
关键词:黄河;内蒙古河段;河道演变;水力几何形态;河型中图分类号:TV147文献标识码:A文章编号:0468-155-X(2010)04-0061-07黄河内蒙古河段的河道在近几十年来出现新的变化,比如,一些河段的河床加积升高而变为悬河,部分河段曲流带的大幅摆动导致堤防坍塌,凌汛时高水位引起的洪灾现象时有发生。