(完整版)河道演变规律
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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
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
河流动力学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ床周界条件
通常是比较稳定的，但当局界发生急剧变形 之后，如周界的形态和地质组成出现急变， 也可能激发新的输沙不平衡
河流动力学
河床演变的分析方法
河流动力学
分类
按时间特征：长期变形和短期变形； 按空间特征：大范围变形和局部变形； 按形式特征：纵深向变形和横宽向变形； 按方向性特征：单向变形(单向冲刷或淤积)
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
河流动力学
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
河道演变规律
河床演变的基本原理
河流动力学
河流动力学
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，
当河道上设有多处水文站，并有历年实测悬移质 输沙率资料时，可以根据输沙平衡原理，计算某 时段内上、下水文站输沙量之差，据此可判断该 时段内河床的冲淤变化及其冲淤量
河流动力学
河流动力学
当河段内有若干次实测大断面成果时，则 可进行河道断面的冲淤计算，具体做法是：
每个断面选择一个定常的比较高的控制高程 作为断面冲淤计算的基准面；
由于河床形态常处在发展变化的过程之中，所谓 均衡形态并不意味着一成不变，而只是就空间和 时间的平均情况而言
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
若需要进一步分析河床演变的细节，则需仔细分析水 沙过程的年内变化情况，特别是研究浅滩河段年内冲 淤变化规律时，涨水和退水时间的长短、沙峰和洪峰 孰先孰后、洪峰与沙峰的峰型及峰量等，往往关系到 浅滩河段年内冲淤变化及碍航情况
河流动力学
对水道地形观测资料的整理分析
河道平面变化
河流动力学
对水道地形观测资料的整理分析
起因于动床水沙两相流的内在矛盾 外部条件的不恒定性造成
河流动力学
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
这是由于推移质运动往往采取沙被运动形式，而在天然河流上还往往 采取成型堆积体运动形式造成的。沙波和成型堆积体的存在将原来均 匀一致的水流改造成为在近底部分的收缩段和扩张段，也就是加速区 和减速区交替出现的非均匀水流，泥沙在水流加速区发生冲刷，而在 水流减速区发生淤积，其结果使得整体上仍处于输沙平衡状态的河床， 在局部上己处于输沙不平衡状态，同一瞬间河床高程沿流程呈波状变 化；同一空间点河床高程沿时程呈波状变化。
和复归性变形(冲刷淤积交替进行)； 按是否受人类活动干扰：自然变形和受人
为干扰变形
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
目前常用的几种演变分析方法
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
天然河道实测资料分析
河段来水来沙资料分析
根据多年平均流量、多年平均输沙量资料，确定要分 折的年份属什么类型的典型年，
若为丰水枯沙年．则有利于河道冲刷；若为枯水丰沙年，则有利于淤 积；若为中水中沙年，河道可能会处于冲淤平衡状态。进一步划分又 可分为丰水丰沙年、丰水中沙年、中水丰沙年：、中水枯沙年、枯水 枯沙年等。不同的水沙典型，河道演变的方向、演变的幅度会有明显 著异
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
河流动力学
河流动力学
河相关系
河流动力学
定义
能够自由发展的冲积平原河流的河床，在水流的 长期作用下，有可能形成与所在河段具体条件相 适应的某种均衡的河床形态，亦这种均衡和表达 来水来沙条件(如流量、含沙量、泥沙粒径等)及河 床地质条件(在冲积平原河流中其本身的部分甚至 整体往往又是来水来沙条件的函数）的特征物理 量之间，常存在某种函数关系，这种函数关系称 为河相关系或均衡关系
分别计算各断面历次实测控制基准面以下的 断面面积；
计算各断面相邻两个侧次的断面面积之差， 并根据上、下相邻两个断面的间距，计算其
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
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
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
河流动力学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ床周界条件
通常是比较稳定的，但当局界发生急剧变形 之后，如周界的形态和地质组成出现急变， 也可能激发新的输沙不平衡
河流动力学
河床演变的分析方法
河流动力学
分类
按时间特征：长期变形和短期变形； 按空间特征：大范围变形和局部变形； 按形式特征：纵深向变形和横宽向变形； 按方向性特征：单向变形(单向冲刷或淤积)
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
河流动力学
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
河道演变规律
河床演变的基本原理
河流动力学
河流动力学
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，
当河道上设有多处水文站，并有历年实测悬移质 输沙率资料时，可以根据输沙平衡原理，计算某 时段内上、下水文站输沙量之差，据此可判断该 时段内河床的冲淤变化及其冲淤量
河流动力学
河流动力学
当河段内有若干次实测大断面成果时，则 可进行河道断面的冲淤计算，具体做法是：
每个断面选择一个定常的比较高的控制高程 作为断面冲淤计算的基准面；
由于河床形态常处在发展变化的过程之中，所谓 均衡形态并不意味着一成不变，而只是就空间和 时间的平均情况而言
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
若需要进一步分析河床演变的细节，则需仔细分析水 沙过程的年内变化情况，特别是研究浅滩河段年内冲 淤变化规律时，涨水和退水时间的长短、沙峰和洪峰 孰先孰后、洪峰与沙峰的峰型及峰量等，往往关系到 浅滩河段年内冲淤变化及碍航情况
河流动力学
对水道地形观测资料的整理分析
河道平面变化
河流动力学
对水道地形观测资料的整理分析
起因于动床水沙两相流的内在矛盾 外部条件的不恒定性造成
河流动力学
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
这是由于推移质运动往往采取沙被运动形式，而在天然河流上还往往 采取成型堆积体运动形式造成的。沙波和成型堆积体的存在将原来均 匀一致的水流改造成为在近底部分的收缩段和扩张段，也就是加速区 和减速区交替出现的非均匀水流，泥沙在水流加速区发生冲刷，而在 水流减速区发生淤积，其结果使得整体上仍处于输沙平衡状态的河床， 在局部上己处于输沙不平衡状态，同一瞬间河床高程沿流程呈波状变 化；同一空间点河床高程沿时程呈波状变化。
和复归性变形(冲刷淤积交替进行)； 按是否受人类活动干扰：自然变形和受人
为干扰变形
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
目前常用的几种演变分析方法
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
天然河道实测资料分析
河段来水来沙资料分析
根据多年平均流量、多年平均输沙量资料，确定要分 折的年份属什么类型的典型年，
若为丰水枯沙年．则有利于河道冲刷；若为枯水丰沙年，则有利于淤 积；若为中水中沙年，河道可能会处于冲淤平衡状态。进一步划分又 可分为丰水丰沙年、丰水中沙年、中水丰沙年：、中水枯沙年、枯水 枯沙年等。不同的水沙典型，河道演变的方向、演变的幅度会有明显 著异
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
河流动力学
河流动力学
河相关系
河流动力学
定义
能够自由发展的冲积平原河流的河床，在水流的 长期作用下，有可能形成与所在河段具体条件相 适应的某种均衡的河床形态，亦这种均衡和表达 来水来沙条件(如流量、含沙量、泥沙粒径等)及河 床地质条件(在冲积平原河流中其本身的部分甚至 整体往往又是来水来沙条件的函数）的特征物理 量之间，常存在某种函数关系，这种函数关系称 为河相关系或均衡关系
分别计算各断面历次实测控制基准面以下的 断面面积；
计算各断面相邻两个侧次的断面面积之差， 并根据上、下相邻两个断面的间距，计算其
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