山区河流宽窄相间河段山洪水沙输移2维数值试验

山区河流山洪过程常挟带大量泥沙,并引发河床剧烈变形,尤其是宽窄相间河段河床急剧调整、水位陡涨极易增加展宽河段洪水淹没风险。研究山洪演进的水沙输移及河床变形对于防洪减灾具有重要意义。本文采用2维水沙动力学数值试验探究上游来沙变化条件下,宽窄相间河段水沙输移及河床变形过程。结果表明:当上游来沙充足时,洪水携带泥沙在展宽段淤积、缩窄段冲刷,河床在泥沙输移过程中整体上抬;当上游没有来沙时,河床整体呈现下切趋势。究其原因,主要在于河道饱和输沙导致河床整体淤抬,从而导致上游水位陡涨增加水面比降,床面切应力变大,从而提高河道输沙率,而宽窄河段床面起伏增大床面形态阻力,促使上游水位上涨;泥沙来量较少时,河床冲刷为主,水位下降,水面比降趋于变缓。