渠道排水对河岸演变影响

《渠道排水对河岸演变影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、渠道排水对河岸演变影响第1章绪论1.1研究背景及意义河流对人类生存发展做出了无与伦比的贡献，自远古以来，河流就一直是人类繁衍生息的主要场所。人类在她的两岸栖息、生存、发展，接受她的恩泽。河流是人类文明的发源地，历史上人类及社会生态系统的发生发展与河流相互依存，密不可分。如古中国人发源于黄河流域[1]，古埃及人发源于尼罗河流域，古印度人发源于恒河流域[2]-[4]，古巴比伦人发源于两河流域。我国境内的河流，仅流域面积在1000平方公里以上的就有1500多条，全国径流总量达27000多亿立方米。在我们国家，河流对人类生存、生产、生活息息相关。随着社会经济的发展，我国近百年来在大江大河上

2、兴建了众多的水电站，中国水电总装机容量已达到1.6亿千瓦，水电能源开发利用率从改革开放前的不足10%提高到25%。水利枢纽工程的建设，改变了河道的天然条件，渠道排水口与主河道相互作用，形成了主河槽与渠道的关系[5]。主河槽与渠道两股水流相互顶托，水流能量损失较大，水流挟沙能力下降，促使大量泥沙及卵石在汇合口落淤，因此在汇合口及其附近形成了浅滩、三角洲，对河床以及通航都造成了一定程度的影响。由于受上游水流枢纽工程运行的影响，水流结构与泥沙运动如何变化，无章可循，水力特性和冲淤变形变得更加复杂[6]。原有的河道整治建筑物发挥不了应有的作用，尚未整治的河岸、险滩、通航条件有可能进一步恶化

3、，甚至有可能形成新的浅滩、险滩，通航问题变得异常严峻。在新的边界条件下，我们对汇流口处的河道整治规划提出了更高的技术要求。主河槽与渠道汇合口来水量、来沙组成的不平衡，以及河段的地质情况决定河床抵抗冲刷的能力，这些因素影响着河道的演变过程。来水条件和水流的边界条件，对河道演变产生了巨大影响[7]-[9]，甚至导致河型转化的发生。了解汇合口对河道的演变规律，可以减少水利枢纽工程的运行对河道产生的影响，还可以为河道整治提供参考和依据。..1.2国内外汇合口研究现状国外的Best[10]等人突破了明渠交汇处有意无意的放弃回流区几何特征研究的传统，得出了等宽水槽回流区的几何特征尺度的经验公式

4、。Taylor[11]第一次对明渠水流入汇问题进行了实验研究，采用渠道斜接于主河槽的入汇方式，对汇流角为45°和135°的水深变化进行了研究，认识到汇流口横向水流分离区的重要性。Mosely[12]通过河工模型对Y型交汇河段的水沙问题进行了实验，认识到汇流角及流速比对汇流河段的水流结构及河床地形发展有明显的影响。贝斯特在1988年对入汇口沉积物的搬运跟床面尺度之间的关系进行了实验，并展开了比较深入的研究，确定了影响汇合口水面形态的三个主要因素，并得出了各要素均随入汇角和汇流比的变化而变化的结论。Bradbrook[13]等人在2001年比较深入的在主河槽与渠道河床高

5、程存在高差的基础上，对主河槽与渠道交汇口的水力特性变化规律进行了研究。Best[14]比较系统的对入汇区沉积物搬运以及河床表面形态进行了研究，得出了三个表示汇流口河床形态的影响因素，这三个要素受制于河道汇流角及汇流比的结论。Gaudet对水沙交汇区的泥沙运动特性和河道演变规律进行了研究。Brioni、Hsu[15]等人对床面不平整以及主河槽与渠道的高差不一致对汇流区水流结构的影响进行了一些列试验，研究了汇流区上游壅水与流速以及下游的关系，并得出相关结论。Gres;108m（统计年份为1957-2013年），年内汛期为6－8月份，水量占年径流量的69.6%，汛期洪水以融雪型洪水为主[

6、35]-[36]。该流域范围内降水主要受气象条件跟地理位置影响，在一年内该流域降水极不均匀，在汛期降水量大且比较集中，多发生在6到8月份，占全年降水量的61%，最大降水量一般出现在8月份，占年降水量的17%[37]-[38]。该河道属于山区型河道，山区河道的特点是所流经的地段，坡面险峻，径流模数比较大，汇流时间短，再加上河谷狭窄，河槽的调蓄能力较低，当暴雨来临时引起洪水暴涨。因为该河道海拔较高且来水量以融雪量为主，所以流域降水随着高程的增高而增加，流经地域山区多余平原，从平原到山区降水量从150mm增加到900mm以上。..2.2泥沙情况山区河流泥沙的季节变化很大，其变化过程与流量

7、过程大体相应，在汛期高山冰川融水强烈时，会产生冰川泥石流，中低山带的暴雨洪水，也易产生暴雨泥石流，致使洪水期河流含沙量特别大。山区主要河流在发生较大或特大暴雨洪水或冰川洪水时，其河流最大含沙量与当年最大洪峰流量基本上同时出现；在一些河流或中、小型河流上，发生一般暴雨洪水或冰川融水洪峰时，最大含沙量往往在最大洪峰流量以前发生。该河道冰川覆盖度达42.6%，冰川融水年径流比重达82.2%，是一条以冰川融水补给为主的河流，河源山区冰川的刨蚀和寒冻风化作用比较严重，流域内松散