河床演变基本原理 平原冲积河流一般特性、河床演变分类和影响因素 PPT

（3）不恒定性 （4）非均匀性
①来水来沙情况随时空变化 ②河道水流的边界也随时空变化
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8.1.2 河道水流的一般特性 2、河道水流的水流结构ห้องสมุดไป่ตู้
（1）流型
阻力平方区
①沿程水头损失系数λ只与相对光滑度有关；
②沿程水头损失hf与流速的平方成正比；
③τ0与流速的平方成正比。
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8.1.2 河道水流的一般特性
在分离面上将产生摩擦力，在这个力的作用下形成 摩擦力副流。
河道纵剖面和横断面突然变化所产生的副流就是由摩 擦力所引起的。
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8.1.2 河道水流的一般特性 2、河道水流的水流结构 （3）环流的类型
④含沙量或含盐度引起的副流（异重流） 由于水流中含沙量或含盐度分布不均匀，引起水流 中不同地区的重率差异，水流会从重率大的地方流 向重率低的地方，也称为异重流。
必须指出的是，不能认为只有弯道才能因离心力产生环 流；正确的认识是：凡是水流弯曲的部位都会产生环流。
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8.1.2 河道水流的一般特性 2、河道水流的水流结构
（3）环流的类型 ②地球自转偏力（柯氏力）产生的环流（简称偏力流）
地球上任何运动的物体，都要受到柯氏力的作用。 在北半球，柯氏力指向运动方向的右方。
在河流中，对泥沙运动和河床演变影响较大的副流 主要是离心力副流、摩擦力副流和异重流。
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8.1.2 河道水流的一般特性 2、河道水流的水流结构 （4）河道水流的流速分布 河道水流具有三维性、不恒定性、不均匀性； 不能直接应用水力学所掌握的二维恒定均匀流流速 分布公式来描述； 通常用经验方法研究河道水流流速分布； 对于非常宽浅、水深沿河宽变化较小的平原河流，可 近似用二维均匀流流速分布公式来描述河道水流的流 速分布。
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8.1.1 河床形态 ⑥、河势的概念
河势：河势是河道的平面态势，包括主流线、水边线及 其所构成的平面形态（如汊道、弯道、心滩、江心洲河 漫滩）及水面现象，是有关形态要素的总称。有时也指 河道的基本流势，或称基本流路。
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8.1.1 河床形态 1、河漫滩 平原河流一般都有广阔的河漫滩。
河漫滩为靠近主槽（中水河槽）、洪水时淹没、中水时出 露的滩地。它由泥沙落淤而成，组成物质较为松散。 河漫滩作用： 河漫滩起着调节洪水、削减洪峰，储存泥沙并通过滩槽水流 交换，影响河槽冲淤等作用。
2、河道水流的水流结构
（2） 主流与副流
①主流是由重力产生的沿河槽纵比降方向的流动； ②副流是由于纵比降以外的因素产生的、水流内部的一种大尺 度的旋转运动，其流线大多是封闭的曲线，往往又称环流。。
③产生副流的力可以是重力，也可以是其他的内力或外力； ④主流方向为纵向，副流具有不同的轴向；副流有时在主 流的边缘上流动，有时则与主流叠加在一起，使整个水流 呈螺旋式前进，又称螺旋流。 ⑤横向输沙是由横向环流造成的； ⑥环流与水流中的紊动漩涡的区别是尺度大、位置和影响 范围较固定；
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8.1.1 河床形态 2、成型堆积体
冲积平原河流的主槽中，由于水流和河床的相互作 用，分布着各种形式的大尺度沙丘，这些大的沙丘 统称为成型淤积体。
1-边滩；2-江心洲；3-江心滩；4-沙嘴；5-浅滩；6-深槽
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8.1.2 河道水流的一般特性 1、河道水流的基本性质
（1）二相流性质
水+泥沙
（2） 三维性 河道水流的三维性与过水断面的宽深比 关联，宽深比愈小，三维性愈强。
图8-1
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8.1 平原河流的一般特性 8.1.1 河床形态
①、平原河流的河谷 通常所说的河槽指中水河槽，中水河槽比较宽浅，枯水期 常用边滩、心滩出露，断面宽深比一般在100以上。
图8-1
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8.1.1 河床形态 ②、 平面形态 有顺直、弯曲、分汊、散乱四种典型平面形态。
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8.1.1 河床形态 ③、 横断面形态 顺直河段过渡段多为抛物线形，弯曲河段多为不对称三角 形，分汊河段中则为马鞍形（W形），游荡型河段则为多 汊形（宽浅不规则形）。
第8章 河床演变基本原理
第8章 河床演变基本原理
河道演变的含义
1、河道演变是指自然情况下及修建整治建筑物后 河床发生的冲淤变化过程。 2、河道的变化是水流与河床相互作用的结果，而 水流与河床的相互作用是通过泥沙运动实现的。
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8.1 平原河流的一般特性
8.1.1 河床形态
①、平原河流的河谷
平原河流流经地势平坦、土质疏松的平原地区。由于水流 对泥沙的搬运堆积作用，形成深厚的冲积层。冲积层可达 数十或数百米厚。冲积层自下而上有明显的分选特征：夹 沙卵石→粗沙→中沙→细沙。
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8.1.1 河床形态
④、纵剖面形态
平原河流纵剖面与山区河流不同，因系沙质河床，纵剖 面不可能有明显的台阶状变化，但同样是深槽浅滩交替， 所以河床纵剖面是有起伏的平缓曲线，其平均纵比降比 较小。
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8.1.1 河床形态 ⑤、河道节点的概念
河流上存在着许多天然和人工节点，这些节点对河道演 变起控制作用。 河道节点：是指那些抗冲性较强，依岸形成的对河势变化 起节制作用的特殊边界条件。 节点处河床窄深，水流集中；节点间河岸容易冲刷，河床宽 浅，水流分散。
这种力沿水深的分布也是不均匀的，从而引起水流的 横向流动，其表流在北半球永远指向河流的右岸。
在北半球，河流的右岸比左岸被冲刷得厉害，正是这 种力的作用结果。
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8.1.2 河道水流的一般特性 2、河道水流的水流结构
（3）环流的类型 ③摩擦力产生的环流（摩擦力副流）
当水流发生局部变形，会产生水流的分离现象。
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8.1.3 平原冲积河流的河型分类 1 平原河流根据其平面形态和演变过程又可分为四种类型
顺直型或边滩平移型
弯曲型或蜿蜒型
分汊型或交替消长型 散乱型或游荡型 20
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
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8.1.2 河道水流的一般特性
2、河道水流的水流结构
（3）环流的类型
①离心力产生的弯道环流
由于表层水流流速大于底部水流流速，因而表层水流所 受到的离心力远大于底部水流所受到的离心力；
表层水流因离心力作用流向凹岸，由于水流连续原理， 底部水流虽然也受到离心力作用，但受到的离心力小于 表层水流，所以只能从凹岸流向凸岸。 这样从横断面上看，就形成了表层水流从凸岸流向凹岸， 底部水流从凹岸流向凸岸的环流。