河道演变规律
博导第8讲游荡型河道的演变规律
8.3 输沙特性
同一流量，多来多排，少来少排
输沙能力变化较大 河床变形较快
高含沙量 流量和含沙量的相关关系较小
河口三角洲逐年延伸
8.4 演变规律
年内冲淤规律
汛期，淤滩刷槽 ---大水出好河 非汛期，淤槽刷滩
平面变化
河床稳定性较差 滩槽差别较小 汊道较多 上游水流变化较大
8.4 演变规律
河槽摆动幅度较大: 140~6000m /day 原因：
8.4 演变规律
减少沙量，水土保持（工程措施、生物措施） 修建水库、调节水沙 控制河势（护岸、护滩、堤防工程）
流量 （m3/s） 5000 7000 9000 11000 15000
长江汉口河段流量与比降关系 流量 流量 比降 比降 3 （m /s） （m3/s） 0.72 19000 0.216 51000 0.404 25000 0.192 59000 0.326 31000 0.178 65000 0.284 35000 0.164 75000 0.24 43000 0.140
小浪底水利枢纽
三门峡水利枢纽位于河南省西部的黄河干流上 ，控制流域面积68.8万km2，占黄河总流域面积的 91.5%；控制黄河来水量的89%，来沙量的98%。枢 纽工程于1957年4月开工，1961年4月基本建成投入 运用，是新中国在黄河干流上兴建的第一座以防汛 为主，兼顾防凌、灌溉、供水、发电等任务的大型 水利枢纽工程，被誉为“万里黄河第一坝”。
上节回顾பைடு நூலகம்
分汊型河段演变规律
分汊型河段演变规律关键字：分汊型河道江心洲主汊分汊1.介绍与分类分汊型河段是平原冲积河流中常见的一种河流，也被成为辫状河流或相对稳定性分汊型。
我国各流域都有这种河型。
由于水流和泥沙分股输送，这样的水沙状况往往是很难稳定的，容易引起汊道的变化，从而造成严重的后果。
其中从江心洲型到网状河流其稳定性逐渐增强1.1江心洲江心洲的形成一般有三种类型：一是泥沙落淤形成心滩，二是边滩切割分离出心滩，三是因水面开阔，入汇顶托等原因河势变缓而落淤的沙滩被多条汊道切割形成多个江心洲。
1.2分类分汊河段按其平面形态不同可以分为顺直型分汊，微弯型分汊和鹅头型分汊三种。
分类标准为弯曲系数，其中顺直型分汊弯曲系数在1.0到1.2之间，汊道基本对称，微弯型分汊在1.2到1.5之间，鹅头型分汊的弯曲系数则超过1.5。
一般来说鹅头型分汊这种弯曲系数很大的河道江心洲往往有俩个或俩个以上，弯道的出口和直道的出口交角很大。
就单个的分汊河段来说，其平面形态是上端放宽，下端收缩而中间最宽。
中间段可能是俩汊，也可以是多汊，各汊之间为江心洲。
自分流点到江心洲头为分流区，洲尾到汇流点为汇流区，中间则为分汊段。
较长的河段期间常出现几个分汊段，呈单一段与分汊段相间的平面形态，因单一段比较窄，分汊段比较宽，常形象的称其为藕节状外形。
2. 剖面分汊型河段的横断面在分流区和汇流区都呈现中间凸起的马鞍形，分汊段则为江心洲分割的复式断面。
分汊型河段的纵剖面从宏观上看，呈现俩端低中间高的形态，而几个连续相间的单一段和分汊段则呈现起伏相间的形态。
从局部看，分流区到汊道入口，从分流点开始，俩侧的深泓线先为逆坡而后转为顺坡，为马鞍状。
俩汊一高一低，高的为支汊，低的为主汊，支汊的逆坡恒陡于主汊。
水下地形也是支汊恒高于主汊。
汊道的出口到汇流区，俩侧的深泓线顺坡下降，支汊一侧的纵坡陡于主汊的。
就支汊进出口俩个陡坡而言，出口的顺坡往往更陡于进口的逆坡。
3.水流特性分汊河段水流运动最显著的特征是具有分流区和汇流区。
河床演变的基本规律
第三节河床演变的基本规律在河流动力学中，河床演变的研究对象，一般系针对近代冲积平原河流而言。
平原河流的河型，按其平面形式可分为四种基本类型：顺直型，蜿蜒型，分汊型及游荡型。
不同类型的河段，其形态特点与演变规律不同。
一、顺直型河段这种河型的特点是：河身较顺直；犬牙交错状边滩分布于河道两侧，并在洪水期向下游缓缓移动；深槽与边滩相对；上、下深槽之间存在沙脊，在通航河段称之为浅滩，浅滩洪水淤积，枯水冲刷，深槽则相反，洪水冲刷，枯水淤积（图5-15）。
图5-15 顺直型河道（第聶伯河）二、蜿蜒型河段蜿蜒型河段是冲积平原河流中最常见的一种河型，在我国分布甚广，如“九曲回肠”的长江下荆江河段(图5-16)、渭河下游(图5-17)和汉江下游河段等，都是典型的蜿蜒型河段。
图5-16 下荆江蜿蜒型河段图5-17 渭河下游蜿蜒型河段蜿蜒型河段的平面形态，由一系列正反相间的弯道和介乎其间的过渡段连接而成。
图5-18为一弯曲河段示意图。
图中弯曲部分称为弯道段，上下两弯道段间的连接段称为过渡段。
岸线凹进一侧的河岸称为凹岸，凸出一侧的河岸称为凸岸。
弯道段靠凹岸一侧为深槽，凸出一侧为边滩。
过渡段中部河床隆起，在通航河道常因碍航而被称为浅滩。
蜿蜒型河段的河床纵剖面形态呈上下起伏状态，深槽处水深最大，浅滩处水深最小。
蜿蜒型河段的横向变形，主要表现为凹岸冲刷崩退和凸岸淤积增长。
由图5-19可见，凹岸迎流顶冲，河岸因冲刷而崩坍后退，凸岸边滩则因淤积而不断淤高长大。
天然实测资料表明，蜿蜒型河段在横向变化过程中，不仅横断面形态相似，而且冲淤的横断面面积也接近相等，如图5-20 所示。
图5-18 蜿蜒型河段的平面及剖面形态图5-19 蜿蜒型河段凹岸冲刷和凸岸淤长现象图5-20 下荆江来家铺弯顶断面冲淤变化图蜿蜒型河段的纵向变形，弯道段洪水期冲刷，枯水期淤积；过渡段则相反，洪水期淤积，枯水期冲刷。
但在一个水文年内，冲淤变化基本平衡。
蜿蜒型河段从整体看处在不断演变之中。
河流演变规律及其对水资源的影响
河流演变规律及其对水资源的影响河流是大自然赋予我们的宝贵资源，它们对于社会和经济发展具有重要的影响。
然而，随着时间的推移，河流会发生演变。
演变规律可以用来描述河流的变化过程，以及对水资源的影响。
本文将探讨这些演变规律以及由此带来的影响。
首先，河流的演变规律是多样的。
一方面，河流会发生侵蚀作用，尤其是在高水位时，这会导致河床的侵蚀。
另一方面，河流还会发生沉积作用，在低水位和水流缓慢的时候，会导致河床的沉积。
河流的演变规律主要取决于水流的速度、水流的涨落以及河岸的形态等因素。
其次，河流的演变对水资源有着重要的影响。
首先，河流的演变会改变河道的深度和宽度，从而影响水量的大小和流速。
这将直接影响水资源的供应和利用。
例如，当河道深度增加时，水流速度减小，这可能会导致河水的积聚和洪水的发生。
其次，河流的演变还会影响河岸的稳定性。
当河流发生侵蚀时，河岸的土壤和植被可能会被冲走，导致河岸的塌陷和土地失去农业生产能力。
这进一步影响了水资源的可持续利用。
此外，河流的演变还与人类活动密切相关。
人类的开发活动常常涉及河流的改道和堤坝的修建，这些行为改变了河流的演变规律。
例如，在修建堤坝后，堤坝上游的水流速度减小，河道深度减小，这导致下游缺乏水资源。
人类对河流的开发活动需要谨慎进行，以避免不可逆的影响。
另一方面，人类能够利用河流的演变规律，进行河道的改造和水资源的调控。
例如，在河流侵蚀剧烈的区域，可以修建防洪堤坝，以保护周围的居民和农田。
然而，尽管我们已经了解了河流的演变规律，但由于环境的复杂性和世界自然变化的不可预测性，河流的演变仍然是一个复杂的问题。
对于河流演变规律的研究需要结合大量的数据和科学方法，进行准确的模拟和预测。
这将有助于我们更好地管理和保护水资源。
综上所述，河流的演变规律对水资源具有深远的影响。
了解这些规律对于河流的管理和水资源的合理利用至关重要。
在未来，我们需要进一步加强对河流演变规律的研究，以促进河流生态系统的保护，同时确保人类社会经济的可持续发展。
博导第6讲 蜿蜒型河道的演变规律
19世纪50年代, 张瑞瑾提出曲折系数大于1.2为蜿蜒型河段 后来根据实测资料
当K> 1.25, 河型为蜿蜒型河段
当K< 1.15,河型为順直型河段
（4）河型判别标准
第六章 蜿蜒型河段的演变及整治 (meander/wandering reach)
“九曲回肠”的长江下荆江河段 渭河下游，滹沱河下游
1、河型判别
曲线长度和直线长度的比值 K=Lc/Ll Lc 为几何坐标长度 Ll 为连接河段两个端点中心的直线长度
（1）曲折系数K
（2）不同河段的曲折系数K 长江 上荆江曲折系数平均值 1.31 下荆江曲折系数平均值 1.89.
由图中可知：
①环流下部的输沙率恒大于上部；且随z值增大，下 部的愈大与上部； ②造成①的原因是与含沙量沿垂线分布有关； ③横向输沙总是不平衡的；净输移量朝向环流下部 所指方向（凸岸）
纵向输沙：长时段基本处于平衡 洪水期： 弯道段大于过渡段 枯水期： 弯道段小于过渡段
泥沙输沙特点：
①泥沙的异岸输移和同岸输移； ②泥沙沿程的聚散现象。 由弯道凹岸冲刷下来的泥沙，一部分被较 强的环流带到本弯道凸岸淤积，其余的被带到 过渡段或下一个弯道的凸岸淤积下来，只有很 小一部分淤积在更下游的过渡段和弯道凸岸。
人工裁弯是一项根本改变河道现状的工 程措施，一旦决策失误，必会适得其反。 因此，事先进行裁弯勘测规划设计，对 裁弯后的河床演变作出预报，并提出相应对 策，然后付诸实施。
一、裁弯规划设计 人工裁弯取直是一种强制性整治措施， 应遵循因势利导的治河原则，使裁弯新河与 其上下游河道平顺衔接，形成顺乎自然发展 的河势。 裁 弯 规 划 设 计
黄河下游河道演变基本规律
黄河下游河道演变基本规律黄河，中国第二长河，也是中国最重要的河流之一。
黄河下游河道的演变一直备受关注，因为它直接关系到这一地区的水资源利用、防洪工程以及沿岸居民的生活。
在长期的河道演变过程中，黄河下游形成了一些基本规律，本文将对这些规律进行探讨。
黄河下游河道演变的基本规律之一是河道的侧向迁移。
由于黄河水量大、泥沙多，河道流速快，河床容易发生侵蚀和淤积。
长期以来，黄河下游河道在不断迁移，不断改变河道的走向。
这种侧向迁移一方面导致了河道的不稳定性，另一方面也为沿岸居民提供了河道利用的机会。
黄河下游河道演变的另一个基本规律是河道的纵向淤积。
由于黄河水量大、泥沙多，河床容易发生淤积现象。
在河道纵向淤积的过程中，河道底部的高度逐渐升高，河床的形态也发生了变化。
这种纵向淤积不仅影响了河道的通航能力，还增加了河道的防洪难度。
黄河下游河道演变的第三个基本规律是河道的泥沙质量变化。
黄河是世界上泥沙质量最高的河流之一，其泥沙含量高达50%以上。
这种高含沙量不仅增加了河道淤积的速度，还导致了河道的形态变化。
泥沙质量的变化对于河道的演变具有重要影响，需要引起重视。
黄河下游河道演变的最后一个基本规律是人类活动的影响。
长期以来，人类的活动对黄河下游河道的演变产生了重要影响。
例如，修建堤坝、开展水利工程、进行水资源开发等，都会对河道的演变产生重要影响。
因此，在河道管理和规划中，需要充分考虑人类活动对河道的影响。
黄河下游河道演变具有一些基本规律，包括河道的侧向迁移、河道的纵向淤积、河道的泥沙质量变化以及人类活动的影响。
这些规律对于黄河下游地区的水资源利用、防洪工程以及沿岸居民的生活具有重要意义。
因此，我们应该加强对黄河下游河道演变规律的研究，为黄河下游地区的可持续发展提供科学依据。
同时，也需要加强对黄河下游河道的管理和保护，确保河道的稳定和安全。
浅谈游荡型河道(内容详实)
河床的堆 积作用。
洪峰猛涨 猛落，洪、 中、枯水 变幅悬殊。
同流量下 含沙量变 化大。
课件类
14
国内典例分析
黄河
1、游荡型河段水沙变化及河势特点分析
2、游荡型河段成因
水流条件 河床边界条件
3、游荡型河段对防洪安全的主要威胁
课件类
15
黄河下游游荡型 河道河床逐年淤 积抬升的众多影
响因素中
高含沙洪水起 着十分重要的 作用
1966年张瑞瑾先生提出把黄河下游河道治理成“宽滩窄槽”的设想，并详细 论述这个方针的合理性、实用性。利用窄槽输水输沙，利用宽滩滞洪滞沙， 久而久之形成高滩深槽。
100多年前美国政府对密西西比河、密苏理河及莱茵河的整治已经开始采用双 岸整治的办法稳定了河道，使防洪与航运两方面都收益。中亚地区多沙的阿 姆河，在土雅姆水库投入运用后，经过阿尔图宁研究所多种方案的比较，在 1981年将原来的单岸弯曲性整治，改为双向整治，确保防洪和引水的安全。
3、演变特性：变形强度大，速度快，有宽广的河 漫滩。
4、演变规律：河床多年平均是淤积抬高的，年内 汛期主槽冲，滩地淤，非汛期主槽淤，滩地冲。
课件类
6
课件类
7
五、游荡型河段的一般形态
• 一般比较顺直，水流分汊，通 在平面 常有两股或两股以上的汊道。
形态上
• 游荡型河流的比降较陡，挟带 在纵向上 的泥沙数量大。
• 游荡型河流的宽深比较大。
在横向上
课件类
8
与蜿蜒型河流的异同：
游荡型河段弯曲程度不大，一般弯曲系数略大 于1，如黄河高村以上河段曲折系数约为1.05。 横剖面一般都十分宽浅，滩槽高差一般很小，如 黄河一般均在1~2 m之间。 河床坡降均比蜿蜒型河段大，如黄河游荡型河段 为1.5~4.0×10-4，而相同尺度蜿蜒型河段为 1.0×10-4以下。
河流地貌演变规律
河流地貌演变规律河流地貌演变规律如下：在各种地貌营力驱动下形成的地表形态都要经历一定的时间演化过程。
以河流作用形成的地貌为例，假定某一地区的原始地貌是一个简单的平原，这个平原经地壳运动而被抬升，抬升到一定的高度后转变为稳定状态。
在水流长期侵蚀下，地貌经历着一个地表起伏迅速增加短促的幼年期，一个地势起伏很大和地貌类型复杂的壮年期，一个地势逐渐变缓的过渡期和一个地面夷平为准平原，变化十分缓慢的老年期。
此后，地貌发展“回春”，进入新的发育旋回。
一、幼年期河流沿着被抬升的原始倾斜地面发育，开始时水文网稀疏，在河谷之间存在着宽广的分水地面（图a）。
随着河流的下切侵蚀，河流比降开始加大，坡折增多，横剖面呈“V”形，谷坡较陡。
坡顶与分水地面有一个明显的坡折，谷坡上的崩塌、坠落和滑坡很活跃（图b）。
后来，水系逐渐增多，地面分割加剧，河谷加深，较大的河流逐渐趋于均衡状态。
再后来，谷坡的剥蚀速度相对大于河流下切的速度，河谷不断展宽（图c）。
二、壮年期谷坡不断后退，使分水岭两侧的谷坡日益接近，终于相交，原来宽平的分水岭最后变成狭窄的岭脊（图d）。
但这时的谷坡仍然较陡峭，崩塌、滑坡过程仍然很活跃。
随着谷坡侵蚀过程的不断进行，谷坡逐渐减缓，山脊变得浑圆。
谷坡上部的岩屑通过土溜或土壤蠕动向下搬运，下坡的岩屑主要受流水片状冲刷和谷坡侵蚀，在谷坡下半部常形成凹形坡。
壮年期的主河一般都已趋于均衡状态。
到壮年期最后阶段，较小的支流也渐渐趋于平衡状态，这时的河谷比较开阔，山脊也浑圆低矮（图e）。
三、老年期河流停止下切侵蚀，分水岭将渐渐下降，地面呈微微起伏的波状地形。
河流蜿蜒曲折，河谷展宽，谷坡较稳定。
如果有局部坚硬岩石区，因抗侵蚀力强而保留有突出的山丘，孤立在周围平缓起伏的地形之上，称为侵蚀残丘。
整个地面称为准平原，它代表河流地貌发育一个旋回的终极阶段，然后进入下一个侵蚀旋回。
上述流水地貌的发育过程是一个理想的简化模式，将自然环境的演变视为小尺度的、不断起作用的过程。
河道历史演变概况
1河道历史演变概况嘉陵江是长江上游左岸的一条主要支流，发源于陕西风县东北的秦岭山脉，经阳平关流入四川。
经南充、武胜至合川，在重庆朝天门汇入长江，全长1119km，落差2300m，平均比降为2.05‰，流域面积159800km2，占长江流域的9%。
嘉陵江为长江右岸较大的支流，为典型的山区河流，其河岸组成较为坚硬，河床变形主要以推移质运动为主，悬移质几乎不参加造床。
河床年际间变化不大，年内冲淤演变较为明显，浅滩演变遵循“洪淤枯冲”的规律，深槽表现为“洪冲枯淤”。
山区河流典型的特征是水流急、流量变幅大，使得河床受到较大的水流作用力，上游来沙不易在河床中淤落，一般是通过河床断面向下游输送。
山区河流在构造初期河床一般表现为不同程度的下切，直至冲淤基本平衡。
总的看来，工程河段河型河势较为稳定，冲淤变化基本平衡。
2河道近期演变分析工程河段属于嘉陵江下游河段，河床组成大多为基岩，并夹有少量卵石，河床组成较为坚硬，水流对其侵蚀作用比较缓慢，对河床的演变起着一定的制约作用，所以多年来河床相对稳定。
工程河段河床覆盖层主要是沙卵石，冲淤变化以悬移质为主，一般汛期6～9月是悬移质集中淤积的时段，主要淤积部位在工程上游弯道的凸岸边滩、下游左岸积坝、宽阔河段的缓流区；汛后10月开始走沙，随着水位的消落，水流归槽，淤积泥沙逐渐被冲刷，年际间冲淤相对平衡，基本无累积性变化。
从实地勘踏以及地质钻孔资料来看，工程河段河床、河岸组成大多为基岩，并夹有少量卵石，河床组成较为坚硬，因而河道深泓平面摆动及纵向下切都受到了较大的制约。
由该段河道的河势、水势分析可知，嘉陵江河道比降较大，洪水期主流流速较大，泥沙难于在深槽内大量淤积，淤积部位主要还是在凸岸边滩或者回流区内。
近年来河道深泓线平面及纵向变化较小，基本保持稳定。
实地勘踏表明，河道深泓线以及主流线基本在河心靠近凹岸(右岸)一侧。
由于曲率半径较小，洪水期水流在此形成大片回流区，泥沙容易落淤，另外弯道环流的影响，也使大量的泥沙在凸岸边滩堆积。
一条河流的变迁
一条河流的变迁
河流是地球上重要的地貌特征之一，它们会随着时间的推移而发生变迁。
以下是一条河流的变迁过程的一般描述：
1.源头与河道形成：一条河流通常起源于高山腹地的山泉、
冰川融水、湖泊或降水，随着水量的积聚和流动，逐渐形
成了一个河道，即水流通道。
2.上游冲刷和侵蚀：河流的上游地区通常流速较快，具有较
大的坡度。
这使得河流有能力冲刷和侵蚀岩石和土壤。
长
期以来，上游的冲刷作用会改变河道的形状和深度。
3.河床拓宽和侧向侵蚀：随着河流的向下流动，流速逐渐减
慢，水流会开始在河道中部和河床两侧产生侧向冲刷和侵
蚀。
这使得河流的河床逐渐扩宽，并且在岩石和土壤上形
成河岸。
4.三角洲或泥沙沉积：当河流流入比较平坦的低地或河口时，
流速会进一步减慢，并且泥沙会开始沉积。
这可能导致三
角洲或泥沙沉积地的形成，使得河口周围的地形发生变化。
5.河道改道：在某些情况下，河流可能会改变其原有的流向，
这通常称为河道改道。
这可以是由地壳运动、河流的冲刷
作用、人类干预等原因引起。
这些过程是河流变迁的一般模式，但实际情况因地理条件、气候、地质特征和人类干预等因素而有所不同。
了解河流的变迁过程对于水资源管理、环境保护和防洪工作等具有重要意义。
河道演变规律
对水道地形观测资料的整理分析
河道纵向演变及冲淤量估算
河段历年实测的深泓线(或河床平均高程线)绘制在 同一幅图上，通过分析对照，即可看出该河段沿 深泓线(或沿几何轴线)的纵向冲淤变化
点绘水位~流量关系图，可以间接判断河床的冲淤 情况，并据此分析河段冲淤发展趋势
根据历年水位、流量实测资料，可绘制同流量下 的水位过程线，用于分析河段年际冲淤变化
绘制Q ~QmJP关系曲线
从图中查出QmJP的最大值，相应于此最大值的流量Q即为所求
河流动力学 的造床流量
a
23
实际资料分析表明，平原河流的 QmJP值通常都出现两个较大的峰 值(见右图)。相应最大峰值的流 量值约相当于多年平均最大洪水 流量，其水位约与河漫滩齐平， 一般称此流量为第一造床流量。 相应次大峰值的流量值略大于多 年平均流量，其水位约与边滩高 程相当，一般称此流量为第二造 床流量
河道演变规律
a
1
河床演变的基本原理
河流动力学
a
2
河流动力学
a
3
河床演变是输沙不平衡的直接后果
如果进入这一区域的沙量大于该区域水流所 能输送的沙量，河床将淤积拾高；相反，如 果进入这一区域的沙量小于该区域水流所能 输送的沙量时，河床将冲刷降低
若进一步追溯输沙不平衡的根本原因，可 区分为两种不同的情况，
a
29
平滩流量横向稳定系数
枯水流量横向稳定系数
综合稳定系数
由于河流是否稳定，既决定于河床的纵向稳定，也决 定于河床的横向稳定，很自然地会联想到将这两个稳 定系数联系在一起，构成一个综合的稳定系数
河流动力学
a
30
蜿蜒型河道的演变规律
河流动力学
a
第二章河流与河道演变TheRiverandChannelChange
河流的形成过程与形态特征 河床演变的基本原理 河床演变的基本规律
从长时段的历史演进说来，如果河道水流的输沙能 力与上游来沙量两者相等，则在这种情况下发育的 河流，可称为均衡河流。严格说来，在自然界是不 存在的。
在地貌学领域，河流发育和水系形成的时间尺度一 般是以地质年代计。一条完整的河流水系，从初生 到趋向成熟，是在漫长的地质历史中所缓慢形成的 。
老的冲积锥上切割出一个深槽，水和泥沙沿着深槽 下泄，在老冲积锥的下部才出槽漫流，形成一个新 的冲积锥，如图（b）。
湿润地区的河流，水流丰沛，水流挟带的固体物质 很多，出山口后所形成的冲积扇范围一般很大。如 黄河下游的冲积扇。
黄河下游冲积扇
平原河流流经地势平坦、土质疏松的平原地区。其
显著特点是，具有深厚的冲积层、宽广的河漫滩和 众多的成型堆积体。
蜿蜒型河段从整体看处在不断演变之中。从平面变
化看，随着凹岸冲刷和凸岸淤长进程的发生，其蜿 蜒程度不断加剧，河长增加，弯曲度愈来愈大。
分汊型河段是冲积平原河流中常见的河型之一。我
国许多江河都存在这种河型，特别是长江中下游最 多。
分汊型河段分为顺直型、微弯型和鹅头型三类。
游荡型河段是一种有独特地貌特征的河型，在世界 各地广泛存在。游荡型河段的显著特点是，河床宽 浅散乱，主流摆动不定，河势变化急剧。因此，对 防洪、航运、工农业用水等各部门常常带来不利影 响。
平原河流的横断面 (a) 顺直段 (b) 分汊段 (c) 弯曲段 (d) 散乱段
河流是水流与河床相互作用的产物。水流与河床， 二者相互制约，互为因果。水流作用于河床，使河 床发生变化；河床反作用于水流，影响水流的特性 。循环往复，变化无穷，这就是河床演变。
水文学概论 河道演变
水文学概论河道演变是一个重要的研究领域。
河道演变是指河流在自然和人为因素影响下，其形态、水文特征和河床地貌发生的变化。
这种变化是一个动态的过程，受到多种因素的影响，如气候、地质、地貌、人类活动等。
在河道演变的研究中，通常关注以下几个方面：
1.河床形态的演变：河流的河床形态会随着水流的作用而发生变
化。
水流会侵蚀河床，带走沉积物，并塑造出各种不同的河床
形态，如河曲、河流阶地等。
2.水文特征的演变：河流的水文特征也会随着时间的推移而发生
变化。
例如，流量、水位、流速等水文参数可能会发生变化，
这可能是由于气候变化、人类活动等因素引起的。
3.河床地貌的演变：河流在长期作用下，会形成各种不同的河床
地貌，如沙滩、砾石滩、卵石滩等。
这些地貌的形成和变化也
是河道演变的重要方面。
在研究河道演变时，通常采用历史资料分析、实地观测和数值模拟等方法。
历史资料分析可以帮助我们了解河流过去的演变过程，实地观测可以提供直接的观测数据，而数值模拟则可以通过计算机模拟河流的演变过程，预测未来的发展趋势。
总之，河道演变是水文学中的一个重要研究领域，它对于理解河流的形态、水文特征和河床地貌的变化规律，以及预测和控制河流的未来发展具有重要意义。
黄河下游河道演变基本规律
黄河下游河道演变基本规律
黄河是中国的母亲河，也是世界上最长的黄色河流。
黄河下游河道演
变是黄河流域地貌演变的重要组成部分，其基本规律可以总结为以下
几点。
首先，黄河下游河道演变具有周期性。
黄河下游河道演变的周期大约
为500年左右，这是由于黄河下游地区的地质构造和河道特征所决定的。
在这个周期内，黄河下游河道会经历一系列的演变过程，包括河
道侵蚀、河床升降、河道迁移等。
其次，黄河下游河道演变具有不稳定性。
由于黄河下游地区的地质构
造和河道特征的复杂性，黄河下游河道演变具有不稳定性。
在演变过
程中，河道的形态和位置会发生变化，这对周边的生态环境和人类活
动都会产生影响。
再次，黄河下游河道演变具有多样性。
黄河下游地区的地质构造和河
道特征的多样性，使得黄河下游河道演变具有多样性。
在不同的地区，河道演变的过程和规律也会有所不同。
最后，黄河下游河道演变具有可预测性。
虽然黄河下游河道演变具有
不稳定性，但是通过对黄河下游地区的地质构造和河道特征的研究，
可以预测黄河下游河道演变的趋势和规律，为沿岸地区的生态环境和人类活动提供科学依据。
总之，黄河下游河道演变是黄河流域地貌演变的重要组成部分，其基本规律包括周期性、不稳定性、多样性和可预测性。
对于黄河下游地区的生态环境和人类活动，需要密切关注黄河下游河道演变的趋势和规律，采取科学的措施进行防治和管理。
河道演变规律课件
THANKS
感
例如：在流域水资源规划中，结合河道演变 规律分析，可以预测未来水文情势变化，制 定出更加科学合理的水资源开发方案，实现
水资源的可持续利用。
水利工程设计与建设
河道演变规律在水利工程设计与建设中具有重要的作 用。水利工程如水库、堤防、航道整治等都需要考虑 河流的演变规律，以制定针对性的工程措施。
例如：在航道整治工程中，通过分析河床演变规律， 可以确定合理的航道断面形状和尺寸，制定出更加符 合水流动力条件的航道设计。
河道演变现状
当前，全球气候变化和人类活动对河道演变的影响日益显著。 许多河流面临着洪水频发、河床淤积、水质污染等问题。因 此，加强河道演变规律的研究和监测，对于保护生态环境、 保障人类安全具有重要意义。
02
河道演的基本程
河床的冲刷与侵 蚀
河床冲刷
河水在流动过程中会对河床产生 冲击，造成河床的冲刷，使河床 的底部变得更为平滑，同时也会 使河床的深度增加。
河道演件
• 河道演概述
01
河道演概述
河道演变定义及原因
河道演变定义
河道演变是指河流在自然因素和人类活动影响下，河床、河岸、河床地貌等要 素发生变形和调整的过程。
河道演变原因
河道演变的主要原因是水流与河床之间的相互作用，包括水流冲刷、搬运、沉 积等过程。此外，气候、地质、地貌、水文等因素也会影响河道演变。
06
典型案例分析
美国科罗拉多河的河道演变及应对措施
河道演变
由于科罗拉多河含沙量大，流速快，河床变 化大，历史上已经多次改道。近年来，由于 气候变化和人类活动，河流侵蚀加剧，河岸 崩塌严重，河道变化更加频繁。
应对措施
美国政府采取了多种措施来应对科罗拉多河 的河道演变，包括修建堤防、加固河岸、疏 浚河道等。此外，还通过实施水资源管理计 划，减少河流的侵蚀和改变河流的流向，以 保护河流生态环境。
博导第5讲-顺直型河道的演变规律_图文_图文
第一节 河段特性
（1）几何形态
①平面形态：河身比较顺直 犬牙交错边滩和深槽
上下深槽之间的过渡段---浅滩 存在---反向弯道之间的过渡段, 或者不同河道类 型之间
②判断指标：曲折
系数 ≤1.15
③順直型河段的水力几何关系
边滩的宽度和长度
b=0.57B
交错的边滩向下移动可看成是推移质运行的 一种体现形式。
边滩头部：流速及推移质输沙率大于滩尾
边滩头部冲刷后退，尾部淤积下延 整个边滩向下游移动
相应的深槽首部淤积，尾部冲刷，向下游移动
结论：顺直型河段的演变是通过推移质的运行 使边滩、深槽及浅滩作为一个整体下移。
流量对演变的影响： 枯水期 浅滩冲刷，深槽淤积
洪水期 浅滩淤积，深槽冲刷 ②从河岸土质分析：
河床演变还可能呈现周期性展宽现象。
（2）形成条件
①对于较长河段，两岸地质条件好，抗冲性较强； eg. 基岩、粘土层等，横向发展受到限制。
②对于蜿蜒形河段的长过渡段，两岸抗冲性很强， 河道弯曲受到限制。
注意：对于犬牙交错形成机理，目前没有比较一致 的认识。 罗辛斯基和库兹明：把 边滩看成一种巨型沙波 ，用沙波的稳定性及其运行机制来解释。 此假说初步被到下游递减
深槽：上游到中部递减 中部到下游递增
④水流动力主线
随着流量变化，位置也相应变化： 小水傍岸/低水走弯 大水居中/大水走滩
（3）输沙特性
①泥沙运动
横向输沙较弱，深槽冲刷泥沙一般无法 到达相应边滩
推移质输沙率：
边滩 ≥ 深槽 边滩中部 ≥ 滩头和滩尾 深槽中部≤深槽头部和尾部
边滩断面深泓点较深； 过渡断面深泓点较浅；
河流冲刷地貌的演变规律
河流冲刷地貌的演变规律河流是自然界中最常见的地貌，其形成与河流冲刷地貌的演变密切相关。
河流的冲刷地貌是指河流在长期的冲刷侵蚀作用下，形成的具有一定规律的地形地貌。
河流冲刷地貌的演变规律主要包括下切、深削、侵蚀和沉积等四个阶段。
首先是下切阶段。
当河流开始形成时，河道处于上升期，河水不断向下切削地表，使得河道逐渐加深。
河床的下切作用导致河道两侧的支撑地层逐渐失去支撑，使得河岸坍塌，形成峡谷或峡谷沟地貌。
此时的河流流速较快，河水呈现溶蚀或冲刷状，对岩石和土壤的物理侵蚀较为明显。
接下来是深削阶段。
当河床下切至一定程度后，河流速度逐渐减缓，开始进行深削作用。
河流在流经地貌不均匀的区域时，会形成Whirlpool现象，即漩涡，使得河道局部地带的冲刷作用加强，形成深槽或深槽沟地貌。
此阶段的河水侵蚀能力较强，易对地层进行侵蚀并产生抛光现象。
而后是侵蚀阶段。
这个阶段是河流冲刷地貌演变中的高峰阶段。
在此阶段，河流沿着自己侵蚀的方向不断推进，形成V型河谷和悬谷地貌。
河流的冲刷作用不断侵蚀河道两侧的地层，使得河谷不断变宽，河道越来越深。
在侵蚀阶段，河水的冲刷能力达到顶峰，可对岩石进行化学侵蚀和物理侵蚀，形成多种侵蚀地貌，如瀑布、峭壁等。
最后是沉积阶段。
当河床下切作用减弱时，河流开始进入沉积阶段。
这个阶段是河流演变的最后阶段，也是河流与地貌的动态平衡阶段。
由于冲刷能力减弱，河流无法将所有的冲刷物质带走，开始进行沉积作用，使得河床逐渐增高。
同时，由于流速减缓，河水开始漫过河床，形成洪泛平原。
此时的河流已经发展成为一条较为平缓的河流，周围的地形地貌也相对稳定。
总的来说，河流冲刷地貌的演变规律是一个连续而复杂的过程。
河流通过下切、深削、侵蚀和沉积等阶段，不断改变着地貌的形态和特征。
河流的冲刷地貌演变不仅是自然界中的一种自然现象，也对人类的生产生活产生了重要的影响。
因此，了解和研究河流冲刷地貌的演变规律对于人类合理利用和保护河流资源，具有重要的理论和实践意义。
博导第6讲蜿蜒型河道的演变规律
二、水流特性
蜿蜒型河段水流运动
受重力及离心惯性力双重作用； 等压面与二力合力垂直
水位沿横向呈曲线变化 凹岸水位高于凸岸水位
弯道水流特点
水面 横比 降Jz
凹岸和 凸岸的 纵比降Jx
横向 环流
纵向垂 线平均 流速U
水流 动力 轴线
弯道水流凹岸水位高于凸岸水位，存在 水面横比降，最大值一般在弯道顶点附近。
人工裁弯是一项根本改变河道现状的工 程措施，一旦决策失误，必会适得其反。
因此，事先进行裁弯勘测规划设计，对 裁弯后的河床演变作出预报，并提出相应对 策，然后付诸实施。
一、裁弯规划设计
人工裁弯取直是一种强制性整治措施， 应遵循因势利导的治河原则，使裁弯新河与 其上下游河道平顺衔接，形成顺乎自然发展 的河势。
裁 弯
引河线路 引河规划设计
规
引河平均形式
划
设 护岸工程规划设计
计
“引河法”是1933年由福格森提出，即在 选定的引河线路上，先开挖出一条断面较小的
引河，利用水流自身能量，塑造成可通过全河
流量的新河。
裁 内裁 弯 外裁
引河与老 河主流线 夹角θ不 >300
引河长度以裁弯比作为控制标准（3~10）。 裁弯比是指裁弯段老河轴线长与引河轴线长之比。
三、输沙特性
横向环流决定了泥沙运动的特点。横向环流 引起横向输沙问题。 ➢横向输沙：
由图中可知：
①环流下部的输沙率恒大于上部；且随z值增大，下 部的愈大与上部；
②造成①的原因是与含沙量沿垂线分布有关； ③横向输沙总是不平衡的；净输移量朝向环流下部
所指方向（凸岸）
➢纵向输沙：长时段基本处于平衡
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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。
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：（1）河段的来水量及其变化情况；（2）河段的来沙量及其变化情况；（3）河段的河谷比降；（4）河段的河床地质情况。
除此之外，植物复被及人类活动也有一定程度的影响，特别是各种大型水利工程的兴建和水土保持事业的发展，这种影响可以达到相当大的规模。
具体这些因素如何对河道演变产生影响，这里不再详述。
3.不同地区河流的演变规律河流一般分为山区河流和平原区河流两大类型。
对于较大的干流，山区河流多为河流的上游段，而平原河流多为河流的下游段，位于上下游之间的中游段则往往兼具山区河流和平原河流的特性。
对于较小的之流，其本身上游段、中游段和下游段可能均位于山区，也可能均位于平原区。
山区河流和平原区河流由于自然地理、地质条件的显著差异，其演变过程迥然不同，接下来将分别阐述。
3.1 山区河流演变规律山区河流流经地势高峻，地形复杂的山区。
其演变过程主要体现为水流在由构造运动所造成的原始地形上不断切削过程。
水流的切削作用，亦即侵蚀作用，表现在两个方面，一个是水流对组成河床的岩石的动力磨损作用，另一个是水流对岩石的化蚀作用。
山区河流中的水流堆积作用或者完全不存在，或者极为微弱，除了部分由于地壳的上升或下降，海平面的上升，或由气候变化造成的河床径流量的巨大缩减等，能在河段的一小部分形成少量的卵石堆积层外，一般不存在近代的堆积层。
由于山区的河流以下切为主，河谷断面往往为发育不全的V字形或U字形。
两岸谷坡陡峻、坡面呈直线或曲线形，在岩层抗冲性能显著不同的条件下，也能形成被称为侵蚀阶地的阶梯形，谷底与谷坡之间常无明显界限。
河面比较狭窄，中水河床和洪水河床之间无明显分界线，对于不存在卵石边滩的U形河谷，枯水河床和中水河床之间也无明显分界线。
河床的宽深比一般都远较100为小，某些峡谷河段的宽深比往往仅为10~20，非峡谷河段宽深比多随水深增加而减小，而峡谷河段宽深比则随水深变化不大。
山区河流的平面形态极为复杂，两岸与河心常有巨石突出，岸线极为不规则。
河床的纵剖面一般比较陡峭，形式也很不规则。
由于河底主要由岩石组成，侵蚀作用进行缓慢，除因两岸乱石坠落，或河底卵石堆移以及泥沙的临时性落淤使局部河床略有变化外，河道基本上是稳定的。
3.2平原冲积河流的的演变规律流经冲积平原的河流，虽然由于外在条件的差异，不同河流的不同河段，都有各自的的特点，但是，它们之间也有一些共同点，通过对这些共同点的分析，可以将河段按其河床形式及演变过程进行分类。
根据对大量实测资料的分析，可以按平面形式的不同，将平原河流的河段分为四种不同的类型：顺直型河段、蜿蜒型河段、分汊型河段、游荡型河段。
3.2.1顺直型河段演变规律从平面上看，这种河段的河身比较直，河槽两侧分布有犬牙交错的边滩和深槽，上下深槽之间常存在较短的过渡段，常称浅滩。
顺直型河段深泓线纵剖面特性与蜿蜒型河段相似，沿程起伏相同，但变幅较小。
顺直型河段的河相系数ξ在1.39~7.8之间，变化范围较大，但对同一河段则变化较小。
顺直型河段演变的最主要特征是相互交错的边滩向下游移动，与此相应，深槽和浅滩也同步向下游移动。
交错边滩向下游移动，可以看成是推移质运动的一种体现形式。
根据水流、泥沙的运动特点，边滩头部的流速和推移质输沙率都大于滩尾，故滩头体现为冲刷后退，滩尾则淤积下延，整个边滩向下游缓慢移动。
同一河岸，上一边滩滩尾的淤积下延和下一边滩的冲刷后退所引起的两边滩间深槽的变化，则表现为深槽首部淤积，尾部冲刷，整个深槽相应下移。
边滩和深槽的下移，使位于其间的浅滩也相应下移。
所以顺直河段的演变是通过推移质运动使边滩、深槽和浅滩作为一个整体下移的。
至于流量变化对演变的影响，根据水流随流量变化的特点，枯水期浅滩冲刷，深槽淤积，洪水期则浅滩淤积，深槽冲刷。
参与这一变化的，除推移质外，还有悬移质中的床沙质。
顺直型河段的演变，除体现在边滩下移外，根据河岸土质情况，还可能呈现出周期性变化。
当河段河岸抗冲性较强，而由沙粒组成的河床活动性很大，当边滩向下游移动时，两岸可冲刷的河岸被边滩所掩护而停止冲刷。
与此相应，前期受边滩掩护的河岸则重新被水流所冲刷。
这样经过一段时间后，较长河岸内两岸内都会发生冲刷，河床遂逐渐展宽。
当展宽到一定程度后，边滩受水流切割作用而成为江心洲或江心滩。
以后随着某一汊的淤塞，江心洲又与河岸相连，岸线向河心推进，河道再一次束窄。
此后，展宽与束窄交替出现。
3.2.2蜿蜒型河段演变规律蜿蜒型河段是平原冲积河流最常见的一种河型，比如黄河、长江等都是典型的蜿蜒型河段。
从平面上看，蜿蜒型河段是由一系列正反相间的弯道和介乎其间的过度段衔接而成的。
弯道的水流受惯性离心力和科里奥利力的作用，凹岸一侧水位恒高于凸岸一侧，这一力学现象决定了弯道水流结构的特点。
蜿蜒型河段的演变现象，按其缓急轻重程度，可分为两种情况：一种是经常发生的一般演变，另一种是在特殊条件下发生的突变。
一般演变又可分为三方面的变化：平面变化、横向变化、纵向变化。
（1）平面变化。
蜿蜒型河段由于存在横向属沙作用，凹岸的不断崩退，凸岸相应淤长，并且随弯顶向下游蠕动，导致蜿蜒曲折的程度不断加剧，河长增长，曲折系数也随之增大。
平面变形时河弯固然不断变化，但各河弯之间过渡段的中间部位则基本不变，只是过渡长短不等而已。
（2）横向变化。
横向变化反映在横断面的变形上，横断面变形主要变现为凹岸崩退和凸岸相应淤长。
过渡段两岸也会发生一定程度的冲淤变化，但强度较弱，两岸冲淤面积接近相等，断面形态保持不变。
（3）纵向变化。
蜿蜒型河道的纵向变形为弯道段洪水期的冲刷而枯水期淤积，过度段则相反。
年内冲淤变化虽不能的到完全平衡，但就长时间的平均情况而言，基本上是平衡的。
蜿蜒型河道的突变包括自然裁弯、撇弯和切滩现象。
蜿蜒型河段的发展由于某些原因，使同一岸两个弯道的弯顶崩退，形成急剧河床和狭颈。
狭颈的起止点相距很近，而水位差较大，如遇水流漫谈，在比降陡、流速大的情况下便可将狭颈冲开，分泄一部分书水流二形成新河。
这种现象就是自然裁弯。
当河段发展成曲率半径很小的急弯后遇到大的洪水水流弯曲半径远大于河弯曲率半径，这时在主流带与凹岸急弯之间产生回流，使原凹岸急弯淤积。
这种突变称为撇弯。
撇弯时凹岸是淤积的，有异于弯道演变的一般规律。
河弯曲率半径适中，而凸岸边滩延展较宽且较低时，遇到大的洪水，水流弯曲半径大于河弯曲率半径较多，这时凸岸边滩被水流切割而形成串沟，分泄一部分流量，这种突变称为切滩。
产生这一现象主要原因是凸岸边滩较低，抗冲能力较差。
3.2.3分汊型河段演变规律分汊型河道是平原冲积河流中一种常见的河型，我国各流域内都存在这种河型，例如黑龙江流域的黑龙江、松花江，长江流域的湘江、汉江等。
分汊型河段由于水流和泥沙分股输移，这样的水、沙状况往往是难以稳定的容易引起汊道河段的变化，给国民经济各部门带来一些不利影响。
研究分汊型河道演变规律，以便有效进行整治，是一项很重要的工作。
单个的分汊河段，其平面形态是上端放宽、下端收缩而中间最宽。
中间段可能是两汊，也可以是多汊，各汊之间为江心洲。
自分流点至江心洲头为分流区，洲尾至汇流点为汇流区，中间则为分汊段。
分汊型河段的演变极为复杂，一般来说，其演变主要表现为沙洲和河道两岸岸线的平面变化，分流分沙比变化，汊内的断面和纵向冲淤等。
河道分汊后，如果一岸的抗冲能力较强，另一岸较弱，随着河岸的坍塌后退，则一汊会单向移动，江心洲相应展宽。
如果河流在坍塌后退的同时，也向下游发展，则汊道表现为横向摆动与下游的平面变形。
如果分流区河岸展宽，则洲头向上游淤长且洲头比较平缓。
如果分流区河岸相对稳定，则洲头一般表现为冲退且洲头比较陡峻。
主、支汊易道是汊道演变的特点之一，多发生在顺直型分汊河段主要是上游水流动力轴线的摆动，引起分汊河道入口分流分沙的变化，导致主、支汊河道易位。
对于弯曲型汊道和鹅头型汊道，有一种演变特点是值得注意的，根据弯道的演变特点主汊的凹岸侧不断冲刷后退，凸岸侧相应淤长，由于主汊的位置不断变动，河道中间的江心洲位置和大小也跟着变化。