弯曲分汊河段浅区成因研究
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长江仪征水道河床演变及航道条件变化分析邹祝;陈飞;付中敏【摘要】三峡水库蓄水对坝下河道产生长距离的影响,对近坝河段影响尤为显著,而对大通以下河口段的影响尚未进行系统研究.通过对近年来仪征水道航道演变特点及主要影响因素的分析,重点探讨了水沙条件变化与航道条件的对应关系,表明三峡水库的蓄水影响范围已经到达下游河口段,揭示了来沙量逐步减少对航道条件影响的复杂性.指出在三峡水库蓄水的持续影响下,对河口段重点河段洲滩进行守护,维持良好的滩槽型态,对维持航道条件的稳定具有重要作用.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2012(043)009【总页数】4页(P77-80)【关键词】河流动力学;河床演变;航道条件;下游冲刷;仪征河道;三峡水库蓄水【作者】邹祝;陈飞;付中敏【作者单位】长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011;长江航道规划设计研究院,湖北武汉430011【正文语种】中文【中图分类】TV1471 研究背景三峡水库蓄水后,对坝下河段已经产生长距离的影响,尤其是距坝较近的荆江河段冲刷剧烈,航道条件变化显著[1-2]。
由于入海沙量的大幅减少,长江河口岸线也存在局部退蚀的现象[3-4],三峡水库蓄水对下游影响已经达到河口段。
大通-河口段多为分汊河段,水面宽阔,洲滩众多,河床可动性较强,且河床演变主要受径流来水来沙的作用[5]。
仪征水道处于长江下游镇扬河段的上段,距大通约220 km,下距吴淞口约295 km,为典型的分汊河段,其演变特点能够反映水沙条件变化对河口段的影响[6-10]。
世业洲汊道受进口相对稳定的节点控制,汊道分流格局基本保持稳定。
但20世纪70年代以来,世业洲左汊分流比持续增大,同时右汊进口及中上段航道条件经历了先好转后又趋于恶化的趋势。
这种变化特点与右汊分流比减小、水流动力条件减弱存在一定的矛盾,可见世业洲汊道航道条件并非完全取决于汊道分流比的大小,还应与洲滩冲淤及河势变化、上游来水来沙条件变化及上下游河势等其他因素的变化有关[11]。
河道弯曲探析当前主要的河道弯曲成因假说尚不能完美解释河道弯曲的各类现象。
文章根据河流动力学及土力学的基本原理来分析a河道弯曲的形成原因,认为河道弯曲是由地表的高低起伏以及水流对河岸的侧向侵蚀作用与河岸的抗冲能力之间的相互作用引起的,并据此分析了河道弯曲的演变过程,从能量的角度分析了弯曲河段作为消能结构对河道演变的影响及其作用。
标签:河道弯曲原因作用消能结构1河道弯曲的原因根据河流动力学及土力学的基本原理来分析河道弯曲的形成原因,河道弯曲是由地表的高低起伏以及水流对河岸的侧向侵蚀作用与河岸的抗冲能力之间的相互作用引起的。
雨水总是流向附近的洼地,而各处洼地不可能是沿着直线型的,因此当下行水流的冲刷力不足以克服较高的土坡抗冲力的时候,随着雨水越聚越多,水流的向下侵蚀作用及侧向侵蚀作用越来越大,洪流流经的洼地将不断地发展成蜿蜒曲折的河道。
2河道弯曲的演变高低不平的地形经雨水不断的冲刷形成在一定时间内保持一定宽度、深度的蜿蜒曲折的河道,河道的平面形状及断面形式随着河水的冲刷不断变化。
河湾的形成及其演化取决于雨水所冲刷的地形地质及河水的冲刷力,在河湾处,河岸所受的作用与顺直河道不同之处在于河水对弯曲河岸的正面冲刷及环流的影响。
当水流动力对河岸的冲刷力大于河岸的抗冲力时,河岸就会失稳崩塌,泥沙随着河水运动,又由于河湾处存在着环流[2]作用,一部分崩塌下来的泥沙随底部水流淤积到凸岸。
这样,河湾凹岸不断崩塌后退,凸岸边滩不断淤长,逐渐形成更大的河湾。
当河湾遇到很大河水冲刷如洪水的冲刷时,很可能破开河湾发展成顺直新河,这就是自然裁弯。
河流自然裁弯后,新的河弯又向弯曲方向发展,如此不断循环,形成周期性的发展模式。
河道弯曲发展模式如图1所示。
3河道弯曲的作用河水断面平均流速越大对弯曲河岸的正面冲击作用也越大,河水流速与河床坡度大小、沿程阻力等有关。
在图2所示的弯曲河道中,上游河湾入口2-2断面处与河湾出口到3-3断面处有不同的能量构成。
长江中游典型微弯分汊河段择汊问题探讨刘万利;李旺生;李一兵;朱玉德【摘要】分汊河段整治的核心问题为择汉,因为它的确定将派生和决定航道整治工程的总体平面布局,而布局的合理性是工程成败的关键.通航汊道的选择问题,实质上就是分汊河段的航线选择问题,不过它较单一河槽河型航线选择要复杂得多.研究认为通航主汊应选择分水多、分沙少、呈发展趋势的一汉,具体到实际滩段须从两汊的现状条件(如分流分沙、航道条件等)、航道尺度发展水域、河型特征等进行全面的对比,综合分析两汊各种利弊条件.在戴家洲河段汊道近期河床演变和碍航特征分析基础上,对该分汊河段的两汊优缺点进行分析总结,提出选择戴家洲直港作为该河段的通航主汊道.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)008【总页数】4页(P141-144)【关键词】微弯分汊;河床演变;择汊【作者】刘万利;李旺生;李一兵;朱玉德【作者单位】清华大学水利水电工程系水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084;交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456;交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456;交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456;交通运输部天津水运工程科学研究所工程泥沙交通行业重点实验室,天津300456【正文语种】中文【中图分类】TV147分汊型河流是冲积平原河流中的一种常见河型,这种河型在国内外河流中普遍存在,在我国以长江中游尤为普遍,长江自城陵矶至江阴1 120 km河段内就有分汊河段41处,总长799 km。
相比单一河流,分汊河流河宽水浅,同时分汊河流具有二汊或多汊过流的特点,主汊和支汊兴衰交替是分汊河段河道演变的共同特点,且大多数汉道主支汊交替周期长,汉道交替过程中带来一系列航运和防洪等方面的问题,因此常常要对分汊型河段进行系统整治,而分汊河段的整治核心问题即为择汊,因为它的确定将派生和决定航道整治工程的总体平面布局,而布局的合理性是工程成败的关键[1-2]。
弯曲河道的河床演变浅析港航0902班王海翔 200919040517【摘要】河床演变是河床受自然因素或水工建筑物的影响而发生的冲於变化。
自然条件下的河床总是在不断变化,如河湾的发展,汊道的兴衰,浅谈的冲於等。
弯曲型河道由正反相间的弯道段和介乎期间的过渡段连接而成,由于水流离心力和重力的作用,形成的一系列水力现象在弯曲河道表现的尤为明显,使弯曲河道的河床演变更加明显。
【关键词】弯曲河道离心力河床演变【正文】1.弯道水流的受力分析当水流由直段进入弯道后,由于离心离德存在而使自由的水面的平衡状态遭到破坏,结合弯道水流的实验可知,进入弯道己有从凸岸向凹岸的横比降Jr出现,直至弯段出口处仍有一定数值,出弯后又迅速消失。
因此,凹岸的水位线常形成凸曲线,凸岸的水位线常形成下凹线,即水面是凹高凸低,成一上凸曲线,整个水面为一扭曲面。
a op V cp/r×½(2h+Jr)离心力:F1=两侧水压力之差:△p=½ρgh²-½ρg(h+Jr)²=-ρghJr+½ρgJr²≈-ρghJr河底之横向阻力τr0水流流到弯曲河道处主要受到离心力、重力和河道横向阻力的作用,而由水面横比降所引起的横向压差则沿水深不变,与离心力合成之后,上层水体所受的力指向凹岸,下层水体所受的力指向凸岸,从而是上层水体向凹岸流动,下层水体向凸岸流动,形成环流。
2.弯曲河道泥沙运动特点河道中,明渠轴线和渠壁的不断改变,迫使进入弯道的水流质点做曲线运动。
因为弯道水流质点受重力作用和向心加速度而受到离心惯性力作用,而离心惯性力的方向从凸岸指向凹岸,水流在弯道内运动时,有纵向流速和横断面的断面环流,形成弯道螺旋流,使得弯道凹岸冲涮,凸岸淤积,从而使弯道演变发展,使弯道更加弯曲,水流阻力进一步加大。
泥沙随着水流进入弯曲河道,根据水流在弯道运动特性(即水流在弯道中会出现横向的流速,在水面由凹岸流向凸岸,在水底由凸岸流向凹岸。
山区大型河流弯曲分汊河段航道整治思路与措施何传金;杨祥飞;陈庆【摘要】铜鼓滩为弯曲分汊浅险滩,弯槽为枯水航槽,上口水浅,不满足尺度要求,中段航槽落湾,弯曲半径小,下口流速大,流态乱,上下水船舶航行危险.通过叙泸段工程整治,该滩碍航问题得到解决.基于模型试验成果和工程实际效果,通过研究该滩水沙特点和碍航特性,对治理思路与整治措施进行剖析.该类滩险主流洪水趋直,枯水落湾,洪水面流与底流分离,面流趋直,底流携带泥沙落弯;可开辟窄深型直汊通航,辅以江中整治建筑物束水维持航槽稳定;考虑到水沙分离的规律,应合理确定分流点,使水流归直槽,泥沙仍走弯槽.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】6页(P140-145)【关键词】航道整治;长江;铜鼓滩;措施【作者】何传金;杨祥飞;陈庆【作者单位】长江航道局,湖北武汉 430010;长江重庆航运工程勘察设计院,重庆401147;长江重庆航运工程勘察设计院,重庆 401147【正文语种】中文【中图分类】U617近年来,随着西部地区经济的快速发展,对外贸易量迅猛增加,对水路交通运输的需求十分强烈。
长江、西江、澜沧江等水系的航道畅通,对完善西部交通运输体系、促进区域经济发展至关重要。
这些水系的上游主要为山区河流,属卵石河床,多急滩、浅滩、险滩等碍航滩险。
自20世纪50年代开始,长江上游航道200多个滩险得到整治[1],不仅改善了“川江”的通航条件,而且获得了许多山区航道治理的成功经验和有重要参考价值的科技文献。
一般说来,对于边界固定(河床边界为基岩或礁石)的滩险,已有较为成熟的整治技术,如:流速分布的简化计算、丁坝和顺坝的水力计算、水面线的计算、锁坝的水力计算、急滩整治的水力计算等[2]。
这些整治技术为保证滩险的整治成功提供了关键技术支持。
但是,对于边界可动的卵石浅滩来说,目前的整治技术仍不够成熟,在很大程度上仍要结合专家的实践经验。
由于前期研究对水沙运动规律认识不足,对滩性认识不够,因此常常影响工程实施效果,大多卵石浅滩常常要经过多次整治才能成功。
珠三角分汊河道险段形成机理及整治措施初探何用;张金明;何贞俊【摘要】珠江三角洲河网区河道受径流、潮汐动力双重作用,汊道分流随径流潮汐动力变化而变化,险段形成机理较单一河道复杂,传统治理方案易改变汊口两侧河道的分流比,影响整治效果. 在分析了典型分汊险段附近河床演变特征的基础上,分析险段水动力特性,研究了其形成机理,并对各种整治防护措施进行对比试验.结果表明,模袋混凝土方案不改变汊道分流,不增加相邻河道泄流压力,且其整体性、适应性和高抗冲性避免了险段所在岸坡及河床的冲刷,可起到防护岸坡与堤脚的作用. 该整治方案可为相关分汊河道险段治理提供借鉴.%The river channel in the Pearl River Delta is influenced by the dynamics of runoff and tide, the diversion ratio of the braided river changes with the joint dynamics of runoff and tide, so the formation mechanism of pitch is more complex than that in a single channel. The effect of traditional control scheme would be affected because the river diversion ratio at branch mouth changes easily. Based on the analysis of the riverbed evolution characteristics of typical braided pitch, the hydrodynamic charac-teristics are discussed, and the pitch formation mechanism is revealed. The various regulation protection measures are studied by physical model experiments. The result shows that the mold bag concrete scheme doesn't change the diversion ratio nor increase the discharge pressure on adjacent channel. The pitch in the bank and riverbed can be protected from scouring by the integrity, adaptability and high impact resistance of the scheme, which can protect the bank and levee toe.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2015(046)009【总页数】5页(P41-45)【关键词】分汊河道;险段;形成机理;模袋混凝土;珠江三角洲【作者】何用;张金明;何贞俊【作者单位】珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州510611;水利部珠江河口动力学及伴生过程调控重点实验室,广东广州510611;珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州510611;珠江水利委员会珠江水利科学研究院,广东广州510611【正文语种】中文【中图分类】TV85珠江三角洲水系发达,河道纵横交错,相互贯通。