河床演变课件学习PPT文档
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河流动力学第7章-河床演变
弯曲河段的演变规律
凹岸崩退，凸岸淤长
♥ 最重要演变规律：凹冲凸淤 ♥ 产生的原因：横向环流＋含沙分布
河湾发展、河线蠕动
♥ 横向发展，弯顶之间互动 ♥ 纵向也有向下游的蠕动
裁弯取直、河湾消长 图
♥ 整个河道发生变化
撇弯切滩 图
♥ 河道内主流线发生变化
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总评
♥ 河槽极不稳定 ♥ 对于港口航道工程等不利
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河流动力学
7.3.3 弯曲型河道的河床演变
主要内容
弯道的形态特征 弯道的水流特征 弯道的泥沙运动 弯曲河段的演变
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河流动力学
7.3.3 弯曲型河道的河床演变
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河流动力学
7.2.3 平原河流的河床演变
平原河流的河床演变
一般特点
♥ 河流：来水来沙⇔河床边界，长期相互作用，水流、 泥沙、河床边界基本适应
♥ 长期：河床一般无明显的单向冲淤变形 ♥ 短期：来水来沙随时间变化⇒河床变形，周期性冲
淤变化，一个时期表现为淤积，另一个时期为冲刷 ♥ 河床演变：往复性的冲淤，平面摆动
衡，这些因素难以人工控制 ♥ 后者决定着河床条件，可以进行人工改变，也是我们进
行航道整治的依据
Last Modified : Jie Yang
河流动力学
7.1 河床演变的基本概念
影响河床演变的主要因素
对于平原河流
♥ 来水来沙条件起主导作用 ♥ 来水来沙量及其过程起主导作用 ♥ 取决于流域的产水产沙条件
河道演变规律(课堂PPT)
平衡的可以自由发展的人工渠道和天然河道进行观测，在形 态因素与水力泥沙因素之间建立经验关系祈成果，如格鲁什 科夫提出的如下宽深关系式
B
h
其中河宽B及平均水深h是相应于平摊流量而言的、单位为米， ξ通称河相系数，山区河段为1.4，细沙河段为5.5
上反映了天然河流随着河道尺度或流量的增大，河宽增加远 较水深增加为快的般性规律。进一步的研究表明。ξ与河型密 切相关
值得注意的是，水沙两相流动床的平直状态是不稳定的， 施加一个小的扰动波之后就会转变成为波动状态，并在相 当大的范围内，有能力将这种波动状态保持下去，这是由 水沙两相流的内在矛盾决定的，它反映了输沙不平衡的绝 对性，从而也反映了河床演变的绝对性
5
使河流经常处于输沙不平衡状态的另一重要原因 是，河流的进出口条件经常处于发展变化过程之 中
进口水沙条件几乎总在变化
这主要是由气候因素，特别是降水因素在数量及地区分布上 的不稳定性造成的，由此产生的水沙量的因时变化比较显著
其它因素，如地形、土壤、植被等也存在一些缓慢的变化， 对进口水沙条件的变化也有一定的影响
出口条件
如果着眼点是前面提到的侵蚀基面，其变化是很缓慢的；
如果着眼点是水流条件的变化，如干支流的相互顶托，潮汐 破对洪水波的影响等，仍可能产生很大的变化
蜿蜒型河段是冲积平原河流最常见的一种河型， 在流域条件变化十分广泛的范围内，都存在这种 河型
从土壤地质看，绝大多数河岸是粘性土壤和中细 沙或沙砾组成的二元相结构，河谷都比较开阔
在我国这种河型分市得十分广泛
32
下荆江弯曲河道
33
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
4
当外部条件，即进口水沙条件、出口侵蚀基点条件和河床 周界条件保持恒定，且整个河段处于输沙平衡状态时，河 段的各个部分仍可能处于输沙不平衡状态
B
h
其中河宽B及平均水深h是相应于平摊流量而言的、单位为米， ξ通称河相系数，山区河段为1.4，细沙河段为5.5
上反映了天然河流随着河道尺度或流量的增大，河宽增加远 较水深增加为快的般性规律。进一步的研究表明。ξ与河型密 切相关
值得注意的是，水沙两相流动床的平直状态是不稳定的， 施加一个小的扰动波之后就会转变成为波动状态，并在相 当大的范围内，有能力将这种波动状态保持下去，这是由 水沙两相流的内在矛盾决定的，它反映了输沙不平衡的绝 对性，从而也反映了河床演变的绝对性
5
使河流经常处于输沙不平衡状态的另一重要原因 是，河流的进出口条件经常处于发展变化过程之 中
进口水沙条件几乎总在变化
这主要是由气候因素，特别是降水因素在数量及地区分布上 的不稳定性造成的，由此产生的水沙量的因时变化比较显著
其它因素，如地形、土壤、植被等也存在一些缓慢的变化， 对进口水沙条件的变化也有一定的影响
出口条件
如果着眼点是前面提到的侵蚀基面，其变化是很缓慢的；
如果着眼点是水流条件的变化，如干支流的相互顶托，潮汐 破对洪水波的影响等，仍可能产生很大的变化
蜿蜒型河段是冲积平原河流最常见的一种河型， 在流域条件变化十分广泛的范围内，都存在这种 河型
从土壤地质看，绝大多数河岸是粘性土壤和中细 沙或沙砾组成的二元相结构，河谷都比较开阔
在我国这种河型分市得十分广泛
32
下荆江弯曲河道
33
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
4
当外部条件，即进口水沙条件、出口侵蚀基点条件和河床 周界条件保持恒定，且整个河段处于输沙平衡状态时，河 段的各个部分仍可能处于输沙不平衡状态
《河床演变》PPT课件
精选ppt
5
§3.2：河床演变的研究方法
• 1、实测资料分析；河演分析 • 2、理论分析：运用泥沙运动基本理论及
河床演变基本原理； • 3、模型试验研究；河工模型或物理模型 • 4、类比分析； • 5、数学模型计算； • 6、新技术的运用；
精选ppt
6
一、实测资料分析（河床演变分析）
• 1、来水来沙资料分析；
B=α1Qβ1
• 3、河弯的平面河相关系
弯距 L 摆幅 Bm 曲率半径 R 中心角
精选ppt
17
沿程河相关系
• 对于相同的特征流量（年平均流量、造床流量）在不
同河流或同一河流沿程不精同选p断pt 面。
18
断面河相关系
• 断面河相关系B-Q的指数值小于沿程关系的结
果，变幅大；平均流速中的m大于沿程关系；
水深关系变化不大精。选ppt
19
四、河床稳定性
• 1、纵向稳定性 • 主要决定于泥沙抗拒运动的力和水流作用于泥沙的拖曳力。 • 比值可用希尔兹数的倒数来表示。 • Φ1=d/(hJ)或者Φ2=d/J • 比值俞大，泥沙运动强度愈弱，河床愈稳定，相反，比值
愈小，泥沙运动强度俞大，河床产生的变形愈大，河床不 稳定。 • 长江荆江河段Φ1=0.27~37，黄河高村以上游荡河段为 0.18~0.21。
• 对于实际工程有重要影响的的泥沙输运问题其 时间尺度限于百年以内，流域中的气候、地形、 植被、岩性可视为确定的自变量，地质构造可 以忽略，侵蚀基面视为稳定。河道形态的因变 量包括：流量、输沙率、泥沙粒径、河谷比降、 岸壁阻力等。如果研究的是地质时间尺度，则 气候、地形、植被、岩性不再是确定的自变量， 而为不确定因变量。见表6-1。
8
NEW-河床演变中文补充含小结-lastPPT课件
在河床形态的变化方面；二是反映在河势的变化方面 。
河道主流线（又称水流动 力轴线）的位置、走向以 及河湾、沙洲、心滩等分 布与变化的态势
河床形态平面的变迁、横 断面形态的变化、河床组 成及河道纵比降的调整等
.
13
决定性因素，它综
三、河床演变的主要影响因素？
合反映了流域对该
对于某一具体河段，主要影响因素通常有：河①段、的影响
Dimentional Analysis
- a powerful tool
Two-Phase (flow and sediment)
Motion:
X, Y, Z, W, etc.
Gradation of sediment grain
Settling / fall velocity
Incipient motion / velocity
的淤变整化理规分律析，；预②测、今利后用发河展流的动趋力势学，原为理对河床变形进行
概河化流理控制论和计治算理；提③供、依通据过河工模型和数学模型试验，对河
床演变进行模拟、预测；④、利用条件相似的河段进行类
比分析。
在对具体河段进行河床演变分析时，实测资料的整理
与分析总是一项基本的，也是非常重要的工作。
.
Flow structure Log-law Turbulence: (Hydraulic smooth, Transitional， and Rough) Shear stress Bed shear stress Shear velocity Hydraulic resistance
2
Sediment
顺直河段河槽中浅滩的阻水作用导致深槽和浅滩冲淤交替 发生，即枯水刷滩，洪水刷槽。
河道主流线（又称水流动 力轴线）的位置、走向以 及河湾、沙洲、心滩等分 布与变化的态势
河床形态平面的变迁、横 断面形态的变化、河床组 成及河道纵比降的调整等
.
13
决定性因素，它综
三、河床演变的主要影响因素？
合反映了流域对该
对于某一具体河段，主要影响因素通常有：河①段、的影响
Dimentional Analysis
- a powerful tool
Two-Phase (flow and sediment)
Motion:
X, Y, Z, W, etc.
Gradation of sediment grain
Settling / fall velocity
Incipient motion / velocity
的淤变整化理规分律析，；预②测、今利后用发河展流的动趋力势学，原为理对河床变形进行
概河化流理控制论和计治算理；提③供、依通据过河工模型和数学模型试验，对河
床演变进行模拟、预测；④、利用条件相似的河段进行类
比分析。
在对具体河段进行河床演变分析时，实测资料的整理
与分析总是一项基本的，也是非常重要的工作。
.
Flow structure Log-law Turbulence: (Hydraulic smooth, Transitional， and Rough) Shear stress Bed shear stress Shear velocity Hydraulic resistance
2
Sediment
顺直河段河槽中浅滩的阻水作用导致深槽和浅滩冲淤交替 发生，即枯水刷滩，洪水刷槽。
《河床》课件
生态影响
河床可以为周围生态环境提供重 要的水资源，同时也会受到人类 活动的影响。
人类活动影响
河床可以用于农业灌溉、水利发 电、港口交通等多种用途，也成 为人们休闲娱乐的场所。
河床的管理与保护
1 管理方法
可以包括水流控制、修筑 堤坝、清淤疏浚、治理污 染等措施。
2 保护措施
3 重要性
在保护河床的同时，也要 保护河床周围的生态环境， 禁止采矿、违法捕捞等挖 掘行为。
河床的管理和保护不仅有 利于保护河流资源、维护 生态环境，还可以为水利 工程及相关产业的发展奠 定基础。
总结
河床的重要性
河床是河流与周围环境的交界 处，极大地影响着周围的生态 环境和各项活动。
学习意义
深入了解河床的形态、演变、 地貌效应、管理及保护等各个 方面，可以有利于更全面、深 入地了解地球地貌变迁。
问题探讨
通过学习和了解河床问题，可 以探讨和研究更多的地球表层 过程和变化，对其他自然环境 研究也有重要意义。
河床
河床的美丽河景
杂乱无序的沙石河岸、清澈碧绿 的河水、辽阔的河面……它们和葱 郁的绿色山林、辽阔的原野、深 邃的峡谷并列，组成一幅幅美丽 的风景画。
河床的自然奇景
由于水流的冲击，河床形成了一 些独特的结构和纹理，如平滑的 河石、蜂窝状的岩石、滚圆的鹅 卵石等壮观的自然奇景。
《河床》PPT课件
通过本次课的学习，你将会深入了解河床的形态、演变、地貌效应及管理保 护，并了解到河床的重要性。
河床简介
定义
河床是河流中水流所通过的区域，是一条河流与周围地形的边界。
形态特征
主要包括纵向剖面、横向剖面、长剖面和断面形态四个方面。
分类
可根据水流特征、河床材料、河床形态、水流速度等方面进行分类。
02 河床演变学(第三章第一节、第二节)
造床流量
㈡、造床流量确定方法 1、计算法（马卡维也夫法） 计算法（马卡维也夫法）
a、基本思路 、 b、计算步骤 、 c、第一造床流量与第二造成流量的特点 、
10
第二节
造床流量
㈡、造床流量确定方法 2、平滩水位法
①、概念：a、平滩水位；b、平滩流量 平滩水位；
②、用平滩水位确定造床流量原因 ③、确定平滩水位和平滩流量的方法
0.6 0.35
B h
0.45
Qmax − Qmin Q +Q min max
0.6
∆Q 0.5TQ
（3 - 6 ）
6
当游荡指标>5，为游荡型河流； 当游荡指标>5，为游荡型河流； >5 当游荡指标<2 为非游荡型河流； <2， 当游荡指标<2，为非游荡型河流； 当游荡指标＝ 为过渡型河流。 当游荡指标＝2～5，为过渡型河流。
第三章
河流的水力几何形态
能够自由发展的冲积性河流的河床， 能够自由发展的冲积性河流的河床，在挟沙 水流长期作用下， 水流长期作用下，有可能形成与所在河段具 体条件相适应的某种均衡形态， 体条件相适应的某种均衡形态，即所谓水力 几何形态。 几何形态。
1
第一节、 第一节、河床稳定性
㈠、纵向稳定系数 1、纵向稳定系数 ϕh ①、纵向稳定系数定义 ②、表达式
2、什么是造床流量？它的物理含义如何？ 、什么是造床流量？它的物理含义如何？ 3、解释平滩流量作为造床流量的原因。可采用哪几种 、解释平滩流量作为造床流量的原因。 方法确定平滩水位？ 方法确定平滩水位？ 4、推导河床变形（微分）方程。 、推导河床变形（微分）方程。
18
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
分汊型或交替消长型主要特点： 分汊型或交替消长型
中水河槽分汊，一般为双汊，也有多汊的. 形态特征 各汊周期性地交替消长。 演变特征
23
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点 散乱型或游荡型主要特点：
散乱型或游荡型
沙滩密布，汊道纵横； 变化迅速，出没无常。
形态特征 演变特征
24
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
21
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
弯曲型或蜿蜒型主要特点：
弯曲型或蜿蜒型
形态特征 中水河槽具有弯曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依附凸岸； 演变特征 自由弯道： 凹岸冲蚀，凸岸淤长；
河身在无约束条件下向下游蜿蜒蛇行； 约束弯道： 平面形态基本保持不变。
22
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
图8-1
3
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
4
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。
5
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）。
顺直型或边滩平移型
弯曲型或蜿蜒型
边滩呈犬牙交错分布在河道两岸
边滩依附凸岸
25
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
分汊型或交替消长型 散乱型或游荡型
江心洲、心滩稳定、成型
中水河槽分汊，一般为双汊，也有多汊的. 形态特征 各汊周期性地交替消长。 演变特征
23
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点 散乱型或游荡型主要特点：
散乱型或游荡型
沙滩密布，汊道纵横； 变化迅速，出没无常。
形态特征 演变特征
24
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
21
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
弯曲型或蜿蜒型主要特点：
弯曲型或蜿蜒型
形态特征 中水河槽具有弯曲外形，深槽紧靠凹岸，边滩依附凸岸； 演变特征 自由弯道： 凹岸冲蚀，凸岸淤长；
河身在无约束条件下向下游蜿蜒蛇行； 约束弯道： 平面形态基本保持不变。
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8.1.3 平原冲积河流的河型分类 2 不同河型的特点
图8-1
3
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
4
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。
5
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）。
顺直型或边滩平移型
弯曲型或蜿蜒型
边滩呈犬牙交错分布在河道两岸
边滩依附凸岸
25
8.1.3 平原冲积河流的河型分类 3 成型堆积体分布
分汊型或交替消长型 散乱型或游荡型
江心洲、心滩稳定、成型
《河道演变规律》课件
影响河道演变的主要因素
01
水流作用
水流是影响河道演变的主要动力因素，包括水流冲刷 、搬运和堆积等作用。
02
泥沙运动
泥沙运动是河道演变的直接表现，泥沙的来源、粒径 、含量等因素直接影响河道的演变。
03
地形地貌
地形地貌是影响河道演变的基础因素，包括流域的地 形、地貌和地质条件等。
04
气候变化
气候变化对河道演变产生重要影响，如降水、气温等 气候因素可以影响水流的强度和泥沙的搬运。
对策略具有重要意义。
河道演变研究有助于提高人们 对河流系统的认识，促进相关
学科的发展和交叉融合。
河道演变研究对于保障人类生 产生活安全，促进可持续发展
具有不可替代的作用。
河道演变研究的展望
01
加强多学科交叉融合，提高研究 水平和深度。
02
借助先进技术手段，如遥感、GIS 、数值模拟等，提高研究的准确 性和可靠性。
结果应用
将预测结果应用于实际工程中 ，指导河道治理和保护措施的 制定。
04
河道演变与人类活动的关系
人类活动对河道演变的影响
01
02
03
04
水利工程
水利工程的建设如水库、水电 站等，改变了河流的流量、流 速和流向，从而影响河道的演 变。
土地利用
土地利用方式的改变，如农业 活动、城市化等，影响了河流 的泥沙输送和河岸的稳定性。
河道演变研究对于河流治理、防洪减灾、水资源开 发等方面具04
河道演变过程可以分为三个阶 段：发育阶段、稳定阶段和退 化阶段。
河道演变过程可以分为三个阶 段：发育阶段、稳定阶段和退 化阶段。
河道演变过程可以分为三个阶 段：发育阶段、稳定阶段和退 化阶段。
河床演变学 水库淤积及其防治PPT学习教案
J0
Jc hc
Lc L0 J0 H L*
L0
1 Jc L0
J0
Jc hc
L* y* J0 H
（11-7）
L0 H 1 Jc
J0
第28页/共44页
30
三 、 水 库 淤 积上延 现象— —水库 “翘尾 巴”现 象 2 、 翘 尾 巴现 象的判 断
③ 、 判 别 式 的推导
Jc hc L* y* J0 H L0 H 1 Jc
㈠ 、 淤 积 纵 剖面形 态
水 库 淤 积 特 点： 淤积物自坝前一直分布到正常高水位 的回水 末端， 呈均匀 的带状 淤积形 态。
图11-2 丰满水库淤积纵剖面 1－原平均河底高程； 2－淤积后平均河底高程
第7页/共44页
9
第 一节 水库淤 积的现 象和规 律 一 、 水 库 淤 积形态 2 、 带 状 淤积 形 成 条 件 ： 含沙量小，粒径细，库水位变幅大。这种淤积形态一般出现 在河道 型水库 中。
第4页/共44页
6
第 一节 水库淤 积的现 象和规 律 一 、 水 库 淤 积形态 1 、 三 角 洲淤 积 ④ 、 异 重 流 淤积段 的特点
淤积泥沙粒径组成较细，粒径沿程几 无变化 ，基本 上不存 在分选 作用。 淤积物 分布比 较均匀 ，其淤 积纵剖 面大致 与库底 平行。
㈠ 、 淤 积 纵 剖面形 态
L0
H
L* y*
L0
H
（11-4）
（11-5）
第26页/共44页
28
三 、 水 库 淤 积上延 现象— —水库 “翘尾 巴”现 象 2 、 翘 尾 巴现 象的判 断
③ 、 判 别 式 的推导
y H H *
（11-3）
升高的河床-地面形态的变化PPT课件2
3、为生命留下一点空白，为这个骄躁 不安的 世界留 一点空 白，哪 怕只是 一点点 ，却能 挽救无 数溺水 的精神 失陷者 。 4、 生活是由苦乐、美丑交织而成的经纬网 ，它穿 越时空 而光芒 犹在。 需要我 们不断 探索和 思考人 生，只 要我们 能够在 思考之 中不断 添加沙 子、水 和石头 ，人生 就变得 充实。
7、天空不留下飞鸟的痕迹，但它已飞 过。飞 翔不是 为了留 下痕迹 ，而是 在飞翔 中尽情 享受自 由和快 乐! 8、这是个下着小雨的清晨，我们行走 在泥泞 的山路 上。山 不高， 有溪水 流淌而 去，寒 风扑面 。
为什么会有泥沙呢？
过度放牧
植被破坏
小资料
历史上的黄土高原
拓展
•人类的活动给黄河带来了 哪些影响？ •如果这些行为一直持续下 去，你认为会有什么后果？
1、是追求，让我们希望不灭；是追求 ，让我 们愈挫 愈坚； 是追求 ，让我 们谱写 人生的 美丽篇 章；也 是追求 。让无 数伟人 为人类 社会作 出巨大 贡献， 推动社 会前进 。 2、现实的世界里一片狼藉，物欲横流 ，流尽 了血汗 ；彩灯 闪烁， 烁干了 安宁。 素琴吟 风的高 雅不再 ，短笛 赏月的 古韵难 留，现 代人创 造的物 质文明 中心灵 的安宁 难以寻 求。
5、我站在金急雨的花树下，将那颗好 奇心小 心翼翼 地放进 心中的 角落， 用她给 我的充 满爱的 心温暖 自己。 6、对你唯有惊鸿一瞥，却窥见了一种 平淡致 远的处 世态度 ，淡罢 ，淡罢 ，绝不 为万物 所主宰 ，我独 逍遥于 濯浊之 外，蝉 蜕去拖 累，只 愿抱明 月而长 终。江 边一蓑 烟草， 一片缟 素。
升高的河床
观察
ห้องสมุดไป่ตู้
黄河上游
黄河下游
小资料
7、天空不留下飞鸟的痕迹，但它已飞 过。飞 翔不是 为了留 下痕迹 ，而是 在飞翔 中尽情 享受自 由和快 乐! 8、这是个下着小雨的清晨，我们行走 在泥泞 的山路 上。山 不高， 有溪水 流淌而 去，寒 风扑面 。
为什么会有泥沙呢？
过度放牧
植被破坏
小资料
历史上的黄土高原
拓展
•人类的活动给黄河带来了 哪些影响？ •如果这些行为一直持续下 去，你认为会有什么后果？
1、是追求，让我们希望不灭；是追求 ，让我 们愈挫 愈坚； 是追求 ，让我 们谱写 人生的 美丽篇 章；也 是追求 。让无 数伟人 为人类 社会作 出巨大 贡献， 推动社 会前进 。 2、现实的世界里一片狼藉，物欲横流 ，流尽 了血汗 ；彩灯 闪烁， 烁干了 安宁。 素琴吟 风的高 雅不再 ，短笛 赏月的 古韵难 留，现 代人创 造的物 质文明 中心灵 的安宁 难以寻 求。
5、我站在金急雨的花树下，将那颗好 奇心小 心翼翼 地放进 心中的 角落， 用她给 我的充 满爱的 心温暖 自己。 6、对你唯有惊鸿一瞥，却窥见了一种 平淡致 远的处 世态度 ，淡罢 ，淡罢 ，绝不 为万物 所主宰 ，我独 逍遥于 濯浊之 外，蝉 蜕去拖 累，只 愿抱明 月而长 终。江 边一蓑 烟草， 一片缟 素。
升高的河床
观察
ห้องสมุดไป่ตู้
黄河上游
黄河下游
小资料
河床演变学 整治建筑物及整治手段 PPT课件
1、防洪标准的确定
特别重要地区：100年一遇的洪峰流量作为设计流量；
重要地区：50年一遇的洪峰流量作为设计流量；
一般地区：20年或10年一遇的洪峰流量作为设计流 量。
3
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一、堤防工程 ㈢ 、堤顶高程和堤防间距确定 1、防洪标准的确定（城市防洪工程设计规范）
4
第4页/共32页
一、堤防工程
抛石粗度根据起动流速决定。
设计时应将护脚处实测最大垂线平均流速作为起动流速，据此求出抛石 粗度，并适当加大以利安全。
利用沙莫夫公式
11
U c 4.6D 3 h 6
反求块石尺寸。
在抛石时，应掺抛一部分小的石料，起到填塞空隙卡紧石块的作用，增 强抛石的稳定性和整体性。
22
第22页/共32页
⑵ 抛石护脚的设计
3、堤顶高程---波浪爬高的确定
①、当临水面的边坡系数m＝1～4，且浪高小于1.5m时
按钟可夫斯基公式计算
3.2Kha tg
θ－临水坡与水平面所成的角度 K－与坡面糙率有关的系数，混凝土护坡K＝1.0，抛石护坡K＝ 0.75，干砌石块护坡K＝0.8，黄河1.0，淮河0.9；
ha－波高(m)，按安德烈扬诺夫公式计算 ha 0.0208V 5/ B 4 1/3
17
第17页/共32页
18
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20
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二、护岸工程 ㈡、平顺式护岸工程的结构及设计要点
1、下层工事 ⑵ 抛石护脚的设计 抛石护脚的设计涉及到抛石的粗度、边坡、数量、抛石的位移及走失 等问题。
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⑵ 抛石护脚的设计 ①、抛石粗度（块石尺寸）的选择
特别重要地区：100年一遇的洪峰流量作为设计流量；
重要地区：50年一遇的洪峰流量作为设计流量；
一般地区：20年或10年一遇的洪峰流量作为设计流 量。
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一、堤防工程 ㈢ 、堤顶高程和堤防间距确定 1、防洪标准的确定（城市防洪工程设计规范）
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一、堤防工程
抛石粗度根据起动流速决定。
设计时应将护脚处实测最大垂线平均流速作为起动流速，据此求出抛石 粗度，并适当加大以利安全。
利用沙莫夫公式
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U c 4.6D 3 h 6
反求块石尺寸。
在抛石时，应掺抛一部分小的石料，起到填塞空隙卡紧石块的作用，增 强抛石的稳定性和整体性。
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⑵ 抛石护脚的设计
3、堤顶高程---波浪爬高的确定
①、当临水面的边坡系数m＝1～4，且浪高小于1.5m时
按钟可夫斯基公式计算
3.2Kha tg
θ－临水坡与水平面所成的角度 K－与坡面糙率有关的系数，混凝土护坡K＝1.0，抛石护坡K＝ 0.75，干砌石块护坡K＝0.8，黄河1.0，淮河0.9；
ha－波高(m)，按安德烈扬诺夫公式计算 ha 0.0208V 5/ B 4 1/3
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二、护岸工程 ㈡、平顺式护岸工程的结构及设计要点
1、下层工事 ⑵ 抛石护脚的设计 抛石护脚的设计涉及到抛石的粗度、边坡、数量、抛石的位移及走失 等问题。
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⑵ 抛石护脚的设计 ①、抛石粗度（块石尺寸）的选择
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一般天然河流，按照河谷 和河床的情况，冲淤程度，水 情变化等特点，分为：
河源
上游
中游
下游
河口
原河谷比区流，降，注坡逐坡入陡渐度海流缓缓洋急和，、，，流湖速泊小的，地淤方积，作水用流
可能为冰常川有、险岸溪滩边涧和出、瀑现沼明布沙泽显，滩等，多，。多和为冲浅河V淤滩形床变和峡受化河谷上不湾地游明，区水显河。流。床和宽下阔游，海水洋量、较湖大泊，两河方 床横断面面多的为影由响河。槽和河滩形成的复式断面。
各类河流特征表
河型
形态 特征
运动 特性
游荡
散乱 多汊
游荡
分汊
分汊
各支汊交 替消长
蜿蜒 弯曲 蜿蜒蛇行
顺直、 顺直 犬牙 边滩平移
交错
稳定 性
极不 稳定
情况 变化
比较 稳定
稳定
边界特征
实例
河岸物质较粗， 缺乏抗冲性
黄河，加拿大 的Red Deer
美国Loup
两岸常有稳定 长江中游，
的节点
湘江
两岸具有一定 的抗冲性
长江荆江，
美国密西西比 河中游
两岸物质细， 受基岩树木
控制
美国密西西比 河下游
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弯曲型
顺直微弯型河道平面图
游荡型河道平面图
弯曲型河道平面图
分汊型河道平面图
山区辫状
二、山区河流与平原河流的特征及演变比较
序 比较 号 项目
山区河流
平原河流
地理 上游（或较小支流）、山区 1
位置
中下游，冲积平原地区
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§5－2 河型分类及不同河型的演变特征
一、河型分类
按地区划分
山区河流 平原河流
顺直微弯河段 蜿蜒型河段 分汊型河段
河段分类
潮汐河流 游荡型河段 峡谷性河段
稳定河段
按河床演变划分
次稳定河段 变迁性河段
平原河流的分类
宽浅性河段 冲击漫流性河段
➢ Leopold的方法——弯曲、辫状、顺直三类
➢ 张瑞瑾的方法——顺直微弯、弯曲、分汊、散乱四类
本章知识要点：
河床演变的基本理论 河型分类及不同河型的演变特征 河相关系、造床流量 河道的稳定性及稳定性指标 河床演变的分析、研究方法
河流动力学
泥沙运动力学 计算、推理、实验
河床演变学 归纳、描述、分析
定量、微观
定性、宏观
概述
黄河的泛滥平原
河床演变学：研究在水流作用下河床的形态及其变化的科学。
河床演变：指河床在自然条件下或受人工建筑物影响而发生 的变化及其过程。
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，边滩、心滩、江心洲、河漫滩)以及 水面现象等有关形态要素的总称。
河床演变是水流、泥沙与河床相互作用的反映。
➢ 一定的河床形态和组成必然有一定的与之相适应的水 流结构和水流条件。 ➢ 一定的河床形态与河床组成，必然有一定的与之相适
复归性变形（较快，如：浅滩在一年内或 多年内的冲淤变化、河湾在若干年内的发 展和消亡、汊道在若干年内的兴衰交替等）
影响范围
局部变形 （例：弯道、汊道、浅滩） 长距离变形 （例：坝下游的冲刷）
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二、河床演变的基本原理 机理：输沙不平衡是产生河床演变的根本原因。 河床的自动调整作用：河道由于输沙不平衡引起 的变形在一定条件下往往朝着使变形停止的方向发展。
应的输沙率。
河床演变的研究意义
取得较好的水质，防止泥沙、漂浮物等对取水构筑物 及河道形成危害，避免因河道变迁造成取水脱流。
河流的形成和分段
支流 河流 ——汇集地面径流和地下径流的水道。
干流 河水流经的谷地称为河谷。
河谷底部有水流的部分为河床。
脉络相通的大小河流所构成的 系统为水系（或河系）。
例：当S＞S＊，即上游来沙量大于本河段输沙能力 时，上游由于淤积的影响而产生壅水作用，水流与 河床产生变化如图：
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J AU S S＊
S＞S＊
J
A
US
＊
淤积趋于停止
S
K
U3
gR
m
上游断面
S＊上 A增大
下游断面
＞
S＊下
淤积
J、U减小 H、A减小，则J增大，D、ω减小（床沙变细）
S＊上减小
S＊下增大
河流纵断面 沿河流中泓线的断面。 中泓线：河流中沿水流方向各断面最大水深点的连线。
河流比降 中泓线上单位长度内水面或河底的落差。
——水面或河底比降。 —— 分别为第 j 河段始端和终端的水面或河底 高程。
——第 j 河段水面或河底落差。 ——第 j 河段长度。
河流比降的特点
➢ 河流比降由于受各种因素 的影响，变化较大；在恒 定均匀流情况下,水面坡 度恰好等于河底坡度。
河流的基本特征
河流 断面
横断面 纵断面
河流 长度
河流 特征
河流 比降
从河源到河口的距离。
河流横断面 垂直于水流方向的断面。
水位：自由水面用某一水准基面的高程（m）标定。
洪水位以 下的河床
河槽 河滩
主槽 边滩
单式断面 复式断面
河边河槽滩滩是是河河流槽槽宣中两泄 较侧洪 高洪水 的水和 可漫输 移溢送 动的泥 的滩沙 泥地的 沙，主 堆也要 。称通河道漫，滩植。被河不滩易上 生通长常，长洪有水植期物有，低被沙洪运水动淹。没的次数较少，无低沙运动。
➢ 河底比降相对水面比降较稳定，水面比降随不 同水位而有较大变化；
➢ 河流比降一般自河源向河口逐渐减小。
§5－1 河床演变的基本概念
一、河床演变的一般形式
表现形式
纵向变形（纵剖面）：如上游河床不断下 切、下游河床不断抬高等
横向变形（横断面，平面图）：如河湾的 发展、汊道的兴衰等
河床演变 发展方向
单向变形（较慢，如：长江中下游多年年 均淤积不到1cm，黄河下游多年一直抬高 年均10cm。河口三角洲不断向外海延伸等）
下切为主（地壳运动－地壳猛 水流堆积作用（如：黄河下 烈褶皱或冰川剧烈活动、水流 2 成因 侵蚀作用－动力磨损和化蚀作 游的华北平原和长江的三角 用，产生纵向切割和横向拓宽） 洲等）
河谷 卵石块石和基岩（一般不存在
3
卵石～沙
组成 近代堆积层）
河谷
4
坡面陡，岩石裸露
形态
坡面平缓，土壤疏松。河谷 形成冲积层厚度达数十米， 甚至超过l00m；有广阔的河 漫滩。
S＊上＝S＊下
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影响河床演变的主要因素（4个）
➢河段进口的水沙条件，包括来水量及其变化过程； ➢来沙量，来沙组成及其变化过程； ➢河段出口的水位流量关系，反映下游侵蚀基点的影响； ➢河段所在河谷的地质地貌条件，包括河谷宽度，比降及 河漫滩组成等。
a、b、c因素就是决定输沙不平衡的基本因素； d决定河床的边界条件、抗冲能力。