游荡分汊型河流演变规律浅析
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
游荡性河道演变规律的探讨
是指 充分发 展 的有关 特性 弯道 水流 ， 特点 是充 分发 展 其 的弯道水流必然产生水 面横 比降 ， 当水流 经过弯道 时 ， 为
了适应曲线运动所需 向心力 的要求 ， 凹岸水 面升高 ， 凸岸
水面降低 ， 成水面横 向倾斜 。这样产 生 了横 向环流 ， 形 横 向环流是指 在河道 上水 体下 层 流动方 向指 向凸岸 ， 层 表
性较 小而平原河 道 是 以沉 积 物形成 的 河道 ， 河床 呈 明显
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ． Ｉ１ ６
Ｊｎ．２ ０ ｕ ，０ ８
游 荡 性 河 道 演 变 规 律 的 探 讨
张 慧宇， 冷春 峰 ， 肖虎 孙
（ 哈尔滨市道里区防汛抗 旱办公室 ， 哈尔滨 １０７ ） ５０ ６
［ 要］ 分析 了游 荡性 河道 的演 变规 律 、 变特 点、 沙运动 ， 摘 演 泥 阐述 了游 荡性 河道 的河床 变化 特点。
动 ， 即河弯 的发展 或河道 的兴衰等 。 亦 纵向变形 是 由于纵 向输 沙不平 衡 引起 ， 成纵 向输 造 沙不平衡 有 天 然 的 因素也 有 人 为 的因 素 ： 天 然 因素。 ①
一
在河道水流运动 中， 主要 的是弯 曲水 流作用 ， 论是纵 其 无 向变形还是横 向变形均 与弯 曲水 流特点 紧密相 关。弯 曲 水流是关联游荡河型和弯 曲河型 的共 同纽带 。
水流指 向凹岸 的环状 流动。河道 横 向游 荡往往 与这种 弯 道流动密切相关 ， 因此 横 向环流影 响泥沙转 移 ， 定 了河 决
床 的演 变 。
的随机性 ， 但其发 生、 发展 动力要服 从于泥 沙运动与 河床
演变的基本规律 。河道的游荡与河床演变密切相关。
游荡型河流的演变规律、模拟技术及工程应用
游荡型河流的演变规律、模拟技术及工程应用引言随着人口的增加和经济的发展，对水资源的需求越来越大，河流的人工开发与利用也越来越广泛。
而游荡型河流（meandering river）由于其复杂的地貌、丰富的生态和广泛的分布特征，成为研究与保护对象，同时也是水资源开发与水利工程建设中需要考虑的重要因素之一。
本文将主要讨论游荡型河流的演变规律、模拟技术及工程应用。
一、游荡型河流的演变规律游荡型河流是指河床走向呈蛇形曲线的河道，在沉积环境下形成的一种特殊河型。
河道的曲率与河道高度的变化不断交织，形成一些具有大曲率半径的弯道和小曲率半径的微弯道，从而形成一种典型的河岸地貌，即游荡河道。
游荡型河道主要由下图的一些特征所描述：1. 满足一定的物理条件：河道流速适中，水流具有一定的沟深和强度，底部和两岸都有足够的沙砾和泥沙。
2. 所处的地形和地貌具有一定的扭曲性和不稳定性：河道所处地形和地貌起伏、扭曲，局部地区的流动受到阻碍，形成了一定的涡流。
3. 存在着一定的物理波动力：由于河道所处地形和地貌的变化，水流存在着一定的波动力，这些波动力会产生一定的周围环境压力，并引起局部沉积或侵蚀。
从河岸地貌的长期演变过程可以看出，游荡型河流的演变规律有以下几点：1. 河道往往呈现出周期性波动，河流的河床高度和河道走向变化周期较长，大约为几年甚至几十年。
2. 河流演变和河道沉积、侵蚀有着密切的联系，侵蚀和沉积的过程相互作用并产生反馈。
长期以来，同一河段的河床沉积与侵蚀的总体趋势是收敛的，形成了相对稳定的河道形态。
3. 游荡型河流演变速率稍慢，相比之下，直河道（braided river）等其它河道型更易受到人类活动的影响改变。
二、游荡型河流的模拟技术目前，对游荡型河流的演变规律的研究主要是基于河道水动力与沉积学的模拟和数值模拟方法。
以下是目前主流模拟工具及细节：1. 模拟流体和物质的数值模拟方法：以计算流体力学（CFD）及其衍生方法为主要工具，等格网格及多流体方法等是主流的数值模拟方法，在空间上可分为二维及三维，而在时间上一般是采用显式或者隐式时间差分算法。
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。
中小流量下黄河下游游荡段河床调整规律
中小流量下黄河下游游荡段河床调整规律黄河是中国第二长河流，也是中国最大的季节性河流，其下游段河床调整规律主要受水沙动力条件、堆积负荷、水工活动等多种因素的影响。
下面将介绍中小流量下黄河下游游荡段河床调整规律的相关内容。
1. 水沙动力条件：水沙动力是影响黄河下游游荡段河床调整的主要因素之一。
中小流量时，黄河水量减少，水流流速减缓，水沙浓度下降，固沙功能减弱，河道切割力减小。
由于水沙状况的变化，黄河下游游荡段河床的冲淤程度也会发生相应的变化。
2. 堆积负荷：黄河下游游荡段河床调整也受到堆积负荷的影响。
随着中小流量时水量减少，河道的输沙能力减弱，与水流携带的泥沙相比，其沉积速度较快，导致河床上的沉积物堆积增加。
这样就会导致河床上的沉积物增多，引起河道淤积，造成河流断面缩窄，河床高度增加等现象。
3. 水工活动：黄河下游游荡段河床调整还受到人类水利工程活动的影响。
随着人类活动的加强，特别是黄河下游地区大规模的水利工程建设，如堤防、水库等，河道变得更加固定和不规则。
因此，中小流量时黄河下游游荡段河床的调整规律受到人类干预的影响比较大，河道冲刷能力减弱，断面宽度减小，河道泥沙的排泥能力减弱。
综上所述，中小流量时黄河下游游荡段河床调整规律主要受水沙动力条件、堆积负荷、以及水工活动的影响。
在中小流量情况下，由于黄河水量减少，河道切割力减小，沉积速度加快，河床上的沉积物增多，导致河道淤积等现象。
同时，人类活动的加强也使得黄河下游游荡段河床调整受到更大的干预和固定，河道的冲刷和排泥能力大大减弱。
这些调整规律对黄河下游的治理和水利工程建设都有一定的指导意义。
需要进一步加强河道冲沙和淤积的调控，合理利用中小流量时的河道特点，加强人类活动的科学管理，以实现黄河下游的可持续发展。
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。
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。
对小浪底水库修建后黄河下游游荡性河段河型变化趋势的几点看法
至 １ ６ 年 ８月 ． １ ９ 心滩 已发 展 为 大 尺 度 的 ３ 滩 群 ． 而 使 它 的 个 从 主 槽 不 易 改 变 。至 １ ６ ９ ３年 ７月 ， 群 已 归 并 为 一 个 太 的 边 滩 滩 和 一 个 心 滩 ， 中下 辩 的心 滩 尚 有 一 些 小 的 串 沟 未 堵 死 。可 见 其 至 １６ ３年 ７月 ，该 段 河 道 已成 为 （ 定 ） 瘦 河 型 ， 至 还 可 ９ 稳 分 甚
关 键 词 ： 河 床 演 变 ； 游 荡 性 河 段 ； １慷 底 水 库 ； 黄 河 下 游 、
中 圈分 类 号 ：＇ ５ Ｖ８ Ｉ
文献标识码 ： Ａ
文 章编 号 ： ９ ２
修 建小 浪底 水 库 后 ， 河 下 游 河 床 演 变 ． 别 是 游 荡 性 黄 特 河 型变 化 趋 势是 一个非 常 重要 的 问 题 它 是 否 变 化 、 何 变 化 如 将 影 响 到河 势 控 制 河 道 整 洽 、 洪 程 等 ． 须 进 行 深 人 研 防 必 究 ， 出 可 靠 估 计 现 在 淡几 点 我 的 粗 浅 看 法 作
冲 刷 ， 管 心 滩 个 数 差 别 不 大 （ 心 滩 甚 至 还 有 所 增 加 ） 但 是 尽 小 ．
ｌ 黄 河 下游 游 荡 性 河 段 形 成 的 条 件
从 机理 看 ． 河 辩 荡 性 河 段 的形 成 仍 符 合 一 般 游 荡 性 河 道 黄 形 成 的 基 本 条 件 ， 坡 降 丈 、 积 性 、 沙 细 量 变 幅 大 冲 即 堆 床 流 积 河 道 经 过 长期 塑 造 ． 夫流 量 下 的 流速 大 都在 ２ ｓ 其 ～３ｍ／ 。大 于 此 流速 冲 刷 就 会 很 严 重 ； 于 此 流 速 ， 沙 能 力 往 往 不 够 。 小 输
浅谈游荡型河道
小浪底水库运用后河道整治面临的新问题
黄河下游主槽河宽沿程变化
以上的例子说明沿用传统的整治方 法难于有效控制河势，由于河势的迅 速变化常造成险工脱流，控导工程不 断上延下接的被动抢险，河道断面形 态仍很宽浅，无法形成稳定的中水河 槽，需要采取更有效的河道整治措施， 达到稳定主槽的目的。
从国内外河流整治看黄河下游整治
潘季驯在几百年前提出束水攻沙的主张，修建堤防，减少洪水的淹没范围， 排洪输沙入海。
1922年美国水利工程师费礼门认为黄河下游堤距过宽是治理困难的主要原因。 他提出整治河宽为1/3英里的设想。
1946年在严恺院士主持下制定了黄河下游治理初步规划，建议采用对口丁坝 为主的工程措施缩窄游荡性河段，并绘制了全下游河道整治规划图。
浅谈游荡型河道
❖班级：2011 ❖ 组次：34班第一组
一、河道演变的概念
河道演变 （fluvial processing)：自然条件及人类活动影响下河床所
发生的变化过程。 广义上:从河源到河口流经河谷的形成及发展的整个历史过程。
狭义上：近代冲积河床的变化。
河床演变是水流、泥沙、河床相互作用的结果，以泥沙运动作为纽 带。
河床边界条件
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
1.高含沙水流游荡性河道滩槽 冲淤演变的特点是滩槽冲淤量 和强度都较低含沙水流大。
2.高含沙水流可以自身塑造出 与其挟沙能力相应的窄深河槽。
游荡型河道整治
游荡型河道存在的一些问题 从国内外河流整治看黄河下游整治 裁弯与双向整治 游荡型河道应两岸同时整治 双岸整治的目标 双岸整治设计的优缺点 结束语
博导第7讲分汊型河道的演变规律
二、汊道分沙 习惯上用分沙比表示
m
Qm S m Qm S m QS Qm S m Qn S n
S Ks m Sn
m
m m
1 m
Ks
三、汊道演变 一般共同性演变： 平面的移动； 汊内的纵向冲淤； 洲头洲尾的冲淤； 最为显著的是主支汊的易位。 平面的位移主要取 决于河岸的抗冲能力。表 现为横向的移动，有时还 有向下游的移动。
顺直分汊
弓形分汊
弯曲分汊
复杂分汊
4、有收缩节点控制，纵向输沙基本平衡， 水 流稳定、变幅小
第四节
1、分汊型河段的固定 2、分汊型河段的改善
汊道整治
3、堵汊工程（塞支强干）
江心洲/滩演变 洲头的淤长与冲退主要取决于分流区河岸的 展宽与否。 河岸展宽导致洲头淤长；稳定导致冲刷 洲尾的冲淤主要取决于主支汊汇流角大小。 主支汊交角过大，洲尾发生冲刷；较小促使 洲尾淤积
汊道的纵向冲淤 汛期淤积； 枯季冲刷； 总冲淤幅度不大 注意：
主、支汊易位是汊道演变最显著的特点。
上节回顾
蜿 蜒 型 河 道 演 变 规 律 河段特性 演变规律 形成条件 裁弯工程
Hale Waihona Puke 自然河流的河床演变及整治问题
第7章 分汊型河段的演变及整治
(Bifurcated Reach/Braided reach)
第一节 河段的特性 第二节 演变规律 第三节 形成条件
第四节 汊道整治工程
N. Platte: sand-bed
Feshie: gravel-bed
Yellow River: fine-sand bed
长江中下游分汊型河段最多，从城陵矶 至江阴1150km河段内，分汊河段41处，总长 788.9km，占区间总河长68.6%。
高含沙水流游荡型河道滩槽冲淤演变特点及机理分析
高含沙水流游荡型河道滩槽冲淤演变特点及机理分析摘要：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，本文根据概化模型试验结果和野外实测资料，分析了高含沙水流游荡型河道滩槽冲淤演变特点，特别提出窄深河槽一方面由高含沙水流自身塑造，另一方面游荡型河道中由高含沙水流塑造的窄深河槽又表现出相对的不稳定性。
关键词：游荡型河道高含沙水流河道演变1 黄河高含沙水流对游荡型河道演变的重要作用黄河下游游荡型河道河床的逐年淤积抬高和平面上主流的游荡多变是造成下游防洪威胁的重要原因之一，而其根源和问题的关键则是泥沙问题，在泥沙问题中，高含沙水流又起着十分重要的作用。
据资料统计分析[1]，黄河三门峡站1950～1977年出现的11次高含沙量洪水，历时仅104天，来水量、来沙量分别只占同期总量的2.2%和15.5%，但造成的河道淤积量却达37.3亿吨，占同期淤积总量的57%，可见淤积在下游河床上的泥沙，大部分来自高含沙水流。
另外，这11次洪水不仅含沙量高，而且粒径粗，泥沙主要是来自中游黄土高原的粗泥沙来源区，粒径d＞0.05mm的一般占全沙的40%以上；不仅淤积量大，而且淤积强度也大，平均每天淤积1880×104～6100×104t。
由于流量不大，这些粗沙主要淤积在河槽中，难以被水流挟带冲走，给治理造成很大困难。
过去的实践及研究成果均表明[2，3，4]，漫滩高含沙水流常造成游荡型河道的槽冲滩淤和整个河段的严重淤积，其剧烈程度远大于一般挟沙水流，特别值得注意的是漫滩高含沙水流所形成的主槽，往往并不稳定，有时伴随冲刷滩地发生滚河现象，一次滚河幅度可达数公里左右。
另外，根据资料分析，由于黄河中上游干流水库的兴建和蓄清排浑方式的运用，以及不合理的用水用沙，黄河来水来沙的发展趋势可能使高含沙水流出现的机会越来越多。
关于游荡型河道的演变规律和高含沙水流引起的冲淤演变特点，过去的研究成果很多，取得了显著进展，但由于问题的复杂性，有些问题仍应进一步探索，特别是滩槽冲淤的机理和窄深河槽的稳定性。
浅谈游荡型河道
周边环境影响
生态缓冲区
游荡型河道通常位于城市或工业区的边缘，作为生态缓冲区，能够吸收和减轻周边环境对河道生态系统的负面影 响。
景观美化
游荡型河道及其周边景观对于提升城市环境质量和居民生活质量具有重要作用。通过合理的规划和保护，游荡型 河道可以成为城市中的生态绿洲和休闲胜地。
05 游荡型河道的管理与保护
浅谈游荡型河道
目录
• 游荡型河道的定义与特征 • 游荡型河道的地质与地貌 • 游荡型河道的水文与水动力 • 游荡型河道的生态与环境 • 游荡型河道的管理与保护 • 游荡型河道的利用与开发
01 游荡型河道的定义与特征
定义
游荡型河道
是指河床宽浅，水流散乱，沙洲、汊 道和弯曲岸线变化迅速或出现交替变 化的河道。
游荡型河道的泥沙沉积与冲刷现象显 著，对河床形态和河道演变具有重要 影响。
泥沙输移过程
在游荡型河道中，泥沙主要通过水流 的动力作用进行输移，同时受河床形 态和底质条件的影响。
04 游荡型河道的生态与环境
生物多样性
生物多样性
游荡型河道通常具有丰富的生物多样性，包括水生植物、鱼类、昆虫和两栖动物 等。这些生物群落为生态系统的稳定和自然平衡提供了基础。
生态系统功能
游荡型河道作为生态系统的重要组成部分，具有多种生态系统功能，如净化水质 、调节径流、维持水文循环等。这些功能对于人类和自然环境的健康至关重要。
水质状况
水质保持
游荡型河道的水质通常相对较好，因 为它们能够通过自然流动和生态净化 机制保持水质的稳定。
污染控制
游荡型河道具有较强的自净能力，能 够自然地控制和减少污染物的排放， 从而保持水质的健康。
河道治理措施
河道整治工程
河道演变规律
河流动力学
影响河床演变的主要因素可概括为
河段上游来水量及其变化过程 河段上游来沙量、来沙组成及其变化过程 河段出口处的侵蚀基点高程及河床周界条件等 天然河道实测资料分析 运用泥沙运动基本规律及河床演变基本原理、对河床 变形进行理论计算 运用河流模拟的基本理论，对河床演变进行预测 对条件相类似的河段进行类比分析（在所研究的河段 资料不完备的条件下采用）
河流动力学
存在两种河相关系，
相应于某一特征流量，如造床流量的河相关系，利 用这样的河相关系，对于某一断面，只能确定惟一 的河宽、水深及比降。这样的河相关系，适用于一 个河段的不同断面，同一河流的不同河段，甚至不 同河流。它只涉及断面的宏观形态，而不涉及其细 节。在文献中有时称之为沿程河相关系 同一断面相应于不同流量的河相关系，它能确定断 面形态随流量变化的细节，在文献中有时称之为断 面河相关系。通常所说的河相关系，常指沿程河相 关系，在用沿程河相关系确定断面的总体轮廓之后， 再用断面河相关系确定其变化细节
河流动力学
下荆江弯曲河道
河流动力学
形态特征
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渡段衔接而成 的 在较长的蜿蜒型河道上，自上游过波段中 点起沿河道中心线至最后一个过渡段中点 止的曲线长度L0与起点至终点的直线长度 L1之比，称为曲折系数 下荆江的曲折系数原为2.84，几经裁弯取直 后，降为1.89，南运河的曲折系数为1.96
间的冲淤量；
根据计算所得冲淤量，绘制沿程冲淤变化图
河流动力学
河流动力学
对河床地质资料的整理分析
河床地质条件是影响河床演变的重要团素之一 当河床由易冲刷的松散沙质组成时，河床的变 化将较急剧，河床将不稳定 当河床由不易冲刷的土质组成时，河床演变的 过程将较缓慢，河床将比较稳定 如果河床的地质组成极为复杂，则河床演变的 过程也将很复杂
河道演变规律
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。
河床演变学 分汊型河段的演变及整治
2、分汊对水力要素的影响 1 m 0.5
1 m 0.5
分汊河段，无论主汊或支汊，其水力要素均比单一 河段时减小，而且支汊的又比主汊的小。
主汊 ＝ Frm 单一段 Fr0
um u0
Hm H0
qm q0
Bm B0
m 0
Qm Q0
m
水流分汊后，汊道的佛汝德数和流速较分汊前减小的较少，
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1、汊道与单一段水力要素的关系
Hm
3/ m
11
H
0
Bm
6/ m
11B0
BH
m
9/ m
11
0
Hn
1 m
H 3 / 11 0
Bn
1 m
B 6 / 11 0
（7-11） （7-12）
n
1 m
9 / 11 0
（7-13）
11
1、汊道与单一段水力要素的关系
Hm
3/ m
11
H
0
Hn
1
1
hn hm
2/3
Lm Ln
1/ 2
An Am
nm nn
1
n 1m
（7-2）
1
二、汊道分沙
m
Qm Sm ＝1 Qm Sm Qn Sn
1 QnSn
Qm Sm
（7-3）
1、主汊分沙比可用主汊分流比和主汊与支汊含沙量比值 K s 表示
Sm Sn
Ks
Q0 Qm Qn
m
Qm Sm Qm Sm Qn Sn
而汊道中的流量、面积和水面宽较分汊前减少得较多。
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2、分汊对水力要素的影响 1 m 0.5
1 m 0.5
分汊河段，无论主汊或支汊，其水力要素均比单一 河段时减小，而且支汊的又比主汊的小。
雅鲁藏布江中游游荡型河道演变规律及趋势预测
雅鲁藏布江中游游荡型河道演变规律及趋势预测侯极;周勤;张春泽;米家杉【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)028【摘要】雅鲁藏布江的演变受到水流泥沙的影响外,地壳运动、高原抬升、气候变化等对其作用显著,多重叠加作用下的演变较为复杂.根据收集研究河段的水文泥沙、实测地形及历史卫星影像等资料,分析雅鲁藏布江中游游荡型河段的洲滩变化、主槽与支汊的变化和河相关系,探索雅鲁藏布江中游游荡型河道的演变规律.研究结果表明,雅鲁藏布江中游游荡型河道河谷的宏观边界基本由高山控制;雅鲁藏布江的游荡不仅与宽深比有关,河岸的约束性、河道比降及床沙粒径对游荡型河道影响也较大;根据河相关系分析,拉萨河口至泽当段稳定性稳定性较差,进一步游荡的趋势明显;米林至尼洋河口段则相对稳定.【总页数】8页(P143-150)【作者】侯极;周勤;张春泽;米家杉【作者单位】重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆400016;重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆400016;四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室 ,成都600065;重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆400016;重庆交通大学西南水运工程科学研究所,重庆400016【正文语种】中文【中图分类】TV147.1【相关文献】1.游荡分汊型河流演变规律浅析 [J], 张坤;张树岩;刘云龙2.黄河下游游荡型河段河势演变规律 [J], 陈孝田;陈书奎;李书霞;马怀宝3.游荡性河道演变规律的探讨 [J], 张慧宇;冷春峰;孙肖虎4.河道调整研究现状及其对黄河下游游荡型河道调整的启示 [J], 李军华;许琳娟;张向萍;江恩慧5.基于马尔科夫概率预测法的游荡型河道主流突变次数概率预报模式探讨 [J], 史传文;吴保生;马吉明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
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淄博 ２切 相关．因此横 向环流影 响泥沙转移 ， 决 定 了河床 的演变 游荡型河 流是河床宽浅 ． 沙滩众多 ， 时汪洋一 片， 洪水 枯水 时河 汉 由以上受力分析可知弯道水 流运 动主要为螺旋水 流， 对泥 沙运 动 密布 、 水流散乱 ． 主流摆动不 定 ， 有时难 以分辨 主流 所在 ， 心滩变化莫 而言 ． 无论 是悬移 质和推移质 ． 以及对成 形淤积体 ， 都产生 明显 的影
２１ 年 ０１
第 ３ 期 ３
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ ＴＯ Ｉ
ｏ河务专论。
科技信息
游荡分汊型河流演变规律浅析
张 坤 张树 岩 ２ 刘 云龙 ３ ｆ． １ 淄博黄河河务局 山东 淄博 ２ ５ ０ ；． ５ ０ ０２淄博市萌山水库管理处 山东 ３邹平 黄河供水 有 限公 司 山东 邹平 ２ ６ ０ ） ． ５ ２ ９
测的一种河型。 由于河床的形态变化同 时也决定了河道的游荡型 。 河 响 ， 也直接影 响到河道的游荡。 床的变形可分为纵 向和横 向， 向变形是指河床沿水流方 向的变形 ， 纵 河流的功率特指 比降为 Ｊ ｆ 单位为 ｍ ）的单 位河 长上 的水 流功 常常分为侵蚀 段（ 河源段 ）运输段 、 、 沉积段 。 其表现为河床纵剖面形 态 率 ．也就是流量为 Ｑ的恒定水流经过单位河道 长度后发生 的势 能变 所发生变化， 即上游河床 的下切， 亦 下游河床 的淤积或抬高 ； 向变形 横 化日 Ｑ＝ Ｑ ： Ｊ 也称 为平 面变形， 平面变形是 指河床与水 流垂直 的水 平方 向上 的变 ， ３ 形 其表现为河床在平 面的摆动， 亦即河弯的发展或河道 的兴衰等。 悬移质挟沙力公式：ａＫ Ｌ Ｓ＝ （ １
０４，＝ ０ 得 ． Ｃ ６，
兰 ． ＿ （ 一 叼Ｉ ： 旦Ｉ 妥 （ ， ） ）
４ 游荡分汊型河道的河床
游荡分汉型河流是 一种较 为特殊 的地貌特征河流类型 ． 其主要特 点 是稳定性差 ． 没有单一的流路 。 相对河床和河岸而言 ． 面上看其 从平 特性 为 ． 床比较顺 直 ． 河 水流多为有 汊道 ． 河道宽窄差别较 大 ． 河道 比 ９７ ３ １ ９： １ （ 水面处的横 向流速 ） Ｕ ｒ 降较陡 ． 水流含沙量高 、 比较均匀 ， 粒径 宽深 比比一般弯 由型河流大很 弯道底边界上的横向切应力分布 ： 多 河道沙洲多于一般河道 ． 而面积较小沙洲淤积物粒径粗 ． 在河道水 对 图所示 的微小隔离体 ｈ ｘ ｒ ｈ ｈ ．按照围绕其质心 Ｏ （ １ 水深 流变化时 ． 在 ／ ２ 沙洲的形态常也发生变化 在河道 内平面形态显得十分散 处） 的合力矩为零 的原则 ． 以分析得 到隔离体底 部径 向切应力 的 乱 ． 可 汉道经常迁移变化 ． 游荡不定很难形成稳定的河道Ｉ ｌ Ｊ 。 大小 ． 首先用幂 函数型的流速公式 描述任意半径 出的纵 向流速 眼垂涎 游荡分汉型河流总的趋势 比较顺直 ． 曲系数仅略 大于 １ ． 弯 ． 一般 ０ 的分布如下 ： 都小于 １ ， － 如黄河下游 高村高村 以上河段 的弯 曲系数是 １ ５ 永定河 ３ ．， １ 下 游的弯 曲系数是 １ ８ 渭河咸 阳至径河 口段 的弯 曲悉数 为 １ ５ 和 ． ． １ ． ． ｏ 般单流路或稳定的弯曲型河 流的弯 曲系数 １ —．相 比小得多目 ．２ ５ ５ 。 卡门数 。 多沙 的游荡分汉型河流的河道横断面十分宽浅。 黄河下游 和永定 由于纵 向流速 ｕ 沿垂线 分布上大下小 ． 由它计算得到的离心加速 河 下游在平滩流量下的宽深 比 Ｂ ｈ 在 ２一０ ｍ／都 Ｏ ４ 之间 ． 比之下长 江 相 靖 江河段弯 曲型河流的 比 Ｂ ｝ ｍ／值就只有 ２４相差达 １ 倍左 右 ｌ —， Ｏ 。 度 在垂线上的分布是不均匀的． 经过积分 、 计算 、 简化可得 ： 在多沙游荡分 汊河流 中． 小规模 的支汊分合是经 常的 ． 这种现象 ｕ２ 发生 的时机和地点有很 大的随机性 ． 在一般的情况下这种随机性对 于 河道 的整个河床演变趋势不会 产生大 的影响 ． 但是在洪水涨落 的过程 弯 曲水流 的基本 特性 ． 是指充分 发展的有关特性弯道水 流 ． 其特 中． 主支汉易位的发展则往往与洪水过程 中的这种随机演变过程有关 点是充分发展 的弯道水流必然产生水面横 比降 ．当水流经过弯道时 ． 系 。在 一定 的流量条 件下 ， 河床横 向调整 ， 原河床左边 界持续淤积右 为了适应曲线运动所需向心力 的要求 ， 凹岸水面升高 ， 凸岸水面降低 ， 移． 而右边界则冲刷右移 ． 为流动 区域的平面成为陆地 ． 原 相反原为 陆 形成水 面横 向倾斜 。这样产 生了横 向环 流， 向环流是指在河道上水 横 地 的部分则成为流动流区域 ， 这样一个完整过程就形 （ 第 ３ １ 下转 ５ 页） 体下层流动方 向指向凸岸 ， 表层水流指 向凹岸的环状流动 。河道横 向 ｉ０ １～ ０ Ｌ （ ｎ ∞ ＝ １． （ ９ 河底处 的横 向流速 ）
、ｇ ｏ ／ ｍ
２ 游荡河道演变特点
Ｔ ｒ１
其 中Ｓ 为垂线平均重量含沙 量 （ｇ ｍ ）Ｋ及 ｍ均为 Ｌ 的 函 ｋ ｆ ； ／
ｌ ∞
河流按照其存在的地形地貌特征可分为山区河 流和平原河流 。 山 数 ． 过此公式 我们可 以看 出在泥沙物理特性 相对 稳定的情况下 ， 通 悬 区河 流的河道狭窄 ， 流 比降 和流速都 比较 大（ 时可达 ４ ５ｄ ） 移质的挟沙力 主要 由断 面平均流速 ． 河 洪水 ～ ｎｓ， 决定 。 河流有较大输沙能力 ． 高程变化符合基本规律。 原河流河道宽 阔， 平 比 从泥沙运 动基本理论得知 ．泥沙在河 道垂线上 的分 布是不均匀 降较平均流速都比较小、 沙能力较弱 ， 输 沿程变化符合基本规律 。 一般 的。 愈近底层含沙量愈大 、 泥沙的粒径愈大 。愈近水面含沙量愈少， 泥 河流往往侵蚀段（ 河源段 ）运输段 、 、 沉积段。 河源段 由于受到地形的 沙粒径就愈小 在不 同高程上 的流线在中面上展开的结果 ． 在 将使含沙 限制无论是大水或是低水 ． 河道游荡性较小 。而在沉积段河道是以沉 量高 的水体和较 粗泥沙集 中靠近 凸岸 。而凹岸水流 中含 沙量相对较 积物形 成的河 道， 床呈明显的二元结构 ． 河 河道宽阔， 同的流量情 少 ． 在不 泥沙的组成相 对也较细一些 ． 含沙量在垂 线上分布也要均匀一些 。 况下河道极易变化。产生的结果是游荡 ． 分汉 、 弯曲『 １ １ 。 横 向分布上流速峰和 泥沙峰位置并不重合 ． 前者主要在 凹岸 ． 后者偏
３ 游荡河道弯 曲水 流的特点及相应 的泥沙运动
道发生横 向摆动 、 弯曲程度加大 。 在急弯上或流量较 大时， 流的惯性 主 因而在下一个弯道 的凸 其中ｈ 为水深 ．是该垂线的曲率半径 ；为垂线平均纵 向流速 ； 使其在经过上一个弯道后难 以迅速改变流 向． ｒ ｕ Ｋ 岸顶点上游处发生冲刷。这种 冲刷 的结果 ． 使得弯道凸岸上游处和 凹 和 （ 数；． ｈｚ 数；＝ｈ为相对水深；为垂向 卡门常 为 Ｃｅ 系 ７ｚ ， ＿ ｙ ／／ ｚ 坐标； ， （） ７ ＇） 町的函觋 。 ７为 岸下游处发生冲刷 ， 使得弯道发生纵 向平移目 结果 。 在 式中 ＞ Ｏ表 示水流流 向凹岸 ． ０表示 水流 流向 凸岸 取 Ｋ ＜ ：
向凸岸 。 大量实验表明 ． 总输沙量 中同岸输移的比重大于异岸输移 。同岸 水流运动是河道演变的基本动力 ． 水流的运动决定 了泥沙运动的 输移泥沙 由弯道 凹岸边运行到过渡段 的中央部分受到 下一弯道环流 性质 ． 从而决定 了河流的游荡演变 的特性 ， 在河道水流运动 中， 其主要 的影响 ． 而运移到下一弯道 凸岸边 异岸输移的规模随着流量增加而 的是弯 曲水 流作用 ， 是纵向变形还是横向变形均与弯曲水流特点 减小 ． 无论 弯道推移质运动特性在很大程度上决定于弯道环流。 紧密相关 。弯 曲水流是关联游 荡河型和弯 曲河型的共同纽带 。 由于水流惯性的作用 ， 常出现 “ 小水坐弯 ． 大水趋中” 的现象 ， 从而 弯道 中的横 向流速分布目 ： 使崩岸 的形式和弯道摆 动趋势也有不 同。流量较小时 ， 冲刷发生在 凹 岸弯道顶点或略偏下游 ， 冲刷 的结果使凹岸后退 、 这种 凸岸前进 ， 令弯