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淺談游蕩型河道-1.ppt

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淺談游蕩型河道班級:2011 組次:34班第一組一、河道演變的概念 河道演變 (fluvial processing):自然條件及人類活動影響下河床所發生的變化過程。 廣義上:從河源到河口流經河谷的形成及發展的整個歷史過程。 狹義上:近代沖積河床的變化。 河床演變是水流、泥沙、河床相互作用的結果,以泥沙運動作為紐帶。 河床演變實質: 泥沙的沖刷、搬運、沉積。 根本原因:輸沙不平衡 二、平原河流河型的劃分 平原河流根據其形態和演變特性可分為順直微彎型、蜿蜒(彎曲)型、分汊型、游蕩型等。三、游蕩型河道的定義平面上水流散亂呈辮狀,心灘密布,變動不定的河道。河道的彎曲系數僅略>1,整體形態較順直。橫斷面十分寬淺,水流散亂,主槽擺動幅度和擺動速度均很大,河勢變化劇烈。游蕩型河流大都處于強烈淤積狀態,故河床不斷抬高。游蕩型河道四、游蕩型河道演變規律1、河道形態:河身順直,寬窄相間,呈藕節狀,洲灘密布,汊道交織,彎曲程度不大,曲折系數一般略大于1。主槽不固定。河道寬淺。2、水流運動:水深小,水面比降大,流速大,水流散亂,主流不定。3、演變特性:變形強度大,速度快,有寬廣的河漫灘。4、演變規律:河床多年平均是淤積抬高的,年內汛期主槽沖,灘地淤,非汛期主槽淤,灘地沖。五、游蕩型河段的一般形態與蜿蜒型河流的異同: 游蕩型河段彎曲程度不大,一般彎曲系數略大于1,如黃河高村以上河段曲折系數約為1.05。 橫剖面一般都十分寬淺,灘槽高差一般很小,如黃河一般均在1~2 m之間。 河床坡降均比蜿蜒型河段大,如黃河游蕩型河段為1.5~4.0×10-4,而相同尺度蜿蜒型河段為1.0×10-4以下。與分汊型河流的異同: 游蕩型河流雖然同樣具有分汊的平面形態。但河道中沙洲數量多,形態容易隨流量的變化而變,整個外形十分散亂。且汊道經常遷徙變化,汊道的彎曲率一般也要比分汊型河流小。六、游蕩型河段的水沙特性 游蕩型河段平均水深一般很淺 游蕩型河流的來沙量一般偏多,并且同流量下的含沙量變化很大,流量與含沙量的關系極不明顯。其主要原因是:洪水來自流域的不同地區,來水中攜帶的泥沙量大小不同。同一流量下,隨著上站含沙量的不同,其輸沙率相差很大,出現“多來多排、少來少排”的現象。 七、游蕩型河段的形成條件河流的游蕩性形成的歷史條件(基本條件)河床的強烈堆積作用 八、對河流的游蕩強度起促進作用的有利條件國內典例分析 黃河 1、游蕩型河段水沙變化及河勢特點分析 水流條件 2、游蕩型河段成因 河床邊界條件 3、游蕩型河段對防洪安全的主要威脅 高含沙洪水起著十分重要的作用 黃河下游游蕩型河道河床逐年淤積抬升的眾多影響因素中1.高含沙水流游蕩性河道灘槽沖淤演變的特點是灘槽沖淤量和強度都較低含沙水流大。2.高含沙水流可以自身塑造出與其挾沙能力相應的窄深河槽。游蕩型河道整治游蕩型河道存在的一些問題從國內外河流整治看黃河下游整治裁彎與雙向整治游蕩型河道應兩岸同時整治雙岸整治的目標雙岸整治設計的優缺點結束語 在人類與自然的關系中,自古以來河流洪水災害對人們的生活影響最大,且經常發生。為此人類在與洪水斗爭的漫長的歷史過程中積累了豐富經驗,隨著科學的發展和人們對河流演變規律和輸沙規律認識的深入,技術措施也在不斷的進步,對河流的要求也在不斷的提高。河道整治的目的應由單純的防洪減災,向綜合效益方向發展。 在各類河型中,游蕩河型最不穩定,防洪壓力很大,常造成沿河地區的內澇和鹽漬化。故對其治理是國民經濟建設所必需。小浪底水庫運用后河道整治面臨的新問題黃河下游主槽河寬沿程變化 以上的例子說明沿用傳統的整治方法難于有效控制河勢,由于河勢的迅速變化常造成險工脫流,控導工程不斷上延下接的被動搶險,河道斷面形態仍很寬淺,無法形成穩定的中水河槽,需要采取更有效的河道整治措施,達到穩定主槽的目的。從國內外河流整治看黃河下游整治潘季馴在幾百年前提出束水攻沙的主張,修建堤防,減少洪水的淹沒范圍,排洪輸沙入海。1922年美國水利工程師費禮門認為黃河下游堤距過寬是治理困難的主要原因。他提出整治河寬為1/3英里的設想。1946年在嚴愷院士主持下制定了黃河下游治理初步規劃,建議采用對口丁壩為主的工程措施縮窄游蕩性河段,并繪制了全下游河道整治規劃圖。新中國成立后實行了寬河固堤的方針,利用河南寬河段滯洪滯沙,削減了洪峰。二十世紀50年代后期,認為三門峽水庫建成后下游防洪問題基本解決,在下游進行梯級開發,控制縱向沖刷和進行整治河道,以利于引水航運。錢寧1965年針對束水攻沙的治河思想指出,要把全部泥沙輸入大海,使各級流量挾沙不淤。1966年張瑞瑾先生提出把黃河下游河道治理成“寬灘窄槽”的設想,并詳細論述這個方針的合理性、實用性。利用窄槽輸水輸沙,利用寬灘滯洪滯沙,久而久之形成高灘深槽。100多年前美國政府對密西西比河、密蘇理河及萊茵河的整治已經開始采用雙岸整治的辦法穩定了河道,使防洪與航運兩方面都收益。中亞地區多沙的阿姆河,在土雅姆水庫投入運用后,經過阿爾圖寧研究所多種方案的比較,在1981年將原來的單岸彎曲性整治,改為雙向整治,確保防洪和引水的安全。丹江水庫1960年建成后,在襄樊至皇莊153km的游蕩性河道進行了航道整治,達到防洪、航運雙重治理目標。裁彎與雙向整治如上所述,國內外河流的整治實踐均是裁彎,雙岸整治,沒有一條河流通過人工建造河彎的辦法,強行將游蕩性順直微彎河道整治成彎曲性河道。綜上所述,采用彎曲整治方案,論據并不充分,其整治效果遠不如雙岸整治,無法穩定主槽,無法實現黃委會制訂的“穩定主槽,調水調沙”新治河方略。 游蕩型河道應兩岸同時整治長期的來水來沙條件形成目前游蕩型河道固有的邊界條件,如比降陡,河床組成為粉細沙抗沖刷性差、最易起動,甚至在流速0.5m/s時河床均可發生沖刷。由于比降陡,洪水期流速達3-4 m/s,因此河槽極不穩定,在洪水漲水期河床會發生強烈的沖刷,其沖刷深度達2-3m,甚至更大。在這種情況下,修建整治工程是增加河道穩定的唯一措施。目前一岸整治的方法,不能控制河勢的主要原因,是河槽極為寬淺,一岸整治無法形成能夠控導河勢、約束水流的中水河槽。從增加河道排洪能力與控導河勢出發,都希望縮窄河槽、增加槽深。不同整治河寬的過流能力表明,河寬減小,水深增加,可以使河槽的過流能力迅速增加。從泄流公式可知,過流能力與B、h值成正比,但h值的方次遠高于B的方次。雖過水面積相同,但B值不同,河槽的過流能力相差很大,主要是水深增加,流速增大所致。相同過水面積不同河寬的過流能力雙岸整治的目標①規順流路,寬灘窄槽。窄槽用于輸水輸沙,寬灘用于大洪水時滯洪削峰,形成順暢的排洪河道。②穩定河槽,控導河勢。河槽寬、淺是造成橫河、斜河的主要原因,只有形成穩定的主槽,才能從根本上防止出現橫河險情。③改變主槽淤積狀態,形成窄深主河槽,充分利用洪水在窄深河槽中所具有的極強輸沙潛力輸沙入海,減少主河槽淤積。④增大主槽的平灘流量。減少漫灘機遇,減少淹沒損失,穩定灘區生產生活,體現以人為本的國策,使灘區人民早日小康。這些目標都是現行整治方案難于實現的。 雙岸整治的原理從增加河道排洪能力與控導河勢出發,希望縮窄河槽、增加槽深??s窄河寬有利于沖刷向縱深方向發展,增大平灘流量。雙岸整治設計的優缺點① 充分利用洪水期窄深河槽泄洪能力(與水深高次方5/3)大,輸沙能力強,洪水期主槽產生強烈沖刷的特性,整治河寬縮窄,增加洪水期水流對主槽的沖刷能力。② 充分利用游蕩性河道洪水期大水趨直,主流走中弘的河勢變化特點,因勢利導的布置整治工程,使對口丁壩的間距達到800-1000m,甚至更大,為工程節省投資提供了可能。③ 利用上挑丁壩壅水的特性,在丁壩的上游區形成回流(水墊),促使洪水期泥沙落淤,不斷的抬高灘面,增大灘槽高差,形成高灘深槽。④可利用與黃河搶險幾乎相同材料與施工方法(均靠洪水沖刷,壩體坍塌,形成抗沖基礎),設計出汛期不搶險壩,確保流路的穩定。⑤由于高灘深槽的形成,從而歸順了流路,使小水不出槽,即使坐灣也不會對堤壩的安全產生危害,只會造成灘岸局部坍塌。⑥由對口丁壩及橫堤組成的整治工程,壩頭經??亢?,提高防洪工程的利用率。⑦主要缺點是對要整治河段一次投資大,整治最好一次完成,且兩岸的工程應同時進行。最好由上游向下游逐步展開,以便穩定入流方向,為下游工程興建創造條件。結束語雙岸整治是基于對黃河下游游蕩性河道演變特性、窄深河道泄洪輸沙規律認識的基礎上,小浪底水庫泥沙多年調節,相機利用洪水排沙,優化了來水來沙條件,提出的游蕩性河道整治的發展方向。對窄深河槽的過洪機理,淤灘刷槽之間沒有聯系,水庫排沙調控原則等問題認識的突破,為水庫利用洪水排沙和下游河道雙岸整治,充分利用洪水的輸沙和造床作用,長距離輸沙入海,實現下游主槽不淤高的目標提供了可能。形成窄深河槽是穩定主槽,保證防洪安全與提高河道的輸沙能力所必須。以上就是我們小組關于游蕩型河道的認識與理解。。。謝謝觀賞!
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