河流分汊成因与演变机制研究综述

基于较系统的文献调研,介绍了分汊形成机制如中心沙坝沉积、横向沙坝转换、斜槽切断、复合沙坝切割和河道决口,水沙分配影响因素如汊道几何形态、汊道河床地形、汊道内的水力特性和潮汐等因素,和水沙分配计算方法等主要方面的研究进展,并以长江中下游分汊河段为例,总结了其分汊河道的水力特征和演变规律。最后探讨了分汊河道研究中还需解决的问题,以及数值模拟方法在分汊形成与演变研究中的应用及前景。

分汊河流江心洲洲头冲淤概化模型

分汊河流的江心洲洲头是分汊河段分水分沙和泥沙冲淤的动态区域,其冲淤过程受来水来沙和地形条件变化呈现冲淤交替。通过几何概化洲头的浅滩逆坡和侧向顺坡,考虑逆坡促淤和顺坡分沙作用,建立洲头浅滩的推移质冲淤的概化模型,推导洲头由淤积转向冲刷的临界流量表达式。上游来流量增加,洲头淤积速率先增加到最大值后逐渐减少,直至达到临界流量,再转向冲刷。洲头淤积速率与上游水面纵比降和床沙粒径成正比,与浅滩逆坡、侧向水面比降与顺坡成反比。若其他条件相同,洲头浅滩形状越不对称和上游来沙量越小,越有利于冲刷。模型预测武汉河段天兴洲的临界流量范围与水文观测值较为接近,对其出现超过某个大临界流量仍出现淤积的特殊性,给出的新解释是天兴洲洲头的整治工程使得在大流量条件下洲头抵抗冲刷和阻挡作用促进泥沙淤积。

多闸坝分汊河流的洪水实时模拟和调度

采用一维非恒定水流数学模型耦合闸坝水力学模型,构建了可用于多闸坝分汊河流中场次洪水实时模拟和调度的模型。该模型分别对河流分汊、多闸坝泄水和断流进行处理,增强了模型的实时性和稳定性。基于该模型对北运河杨洼闸以上河道进行洪水模拟和调度,验证结果表明模拟结果令人满意。根据不同重现期场次洪水演进结果提出的调度方案为北运河重要闸坝的调度决策提供了技术支持。

天然分汊河流的平面二维数值模拟

利用边界拟合坐标变换系统下的计算区域分解－组合处理技术、支流耦合迭代计算方法、支流迭合对接型坐标变换网格与非对接型流网正交坐标系统等新思想建立了适应很复杂河道情况与水力条件的平面二维天然分汉河流的流场与浓度场的数学模型．并通过计算实例验证了模型在工程中应用的可靠性与有效性．

网状河流和分汊河流的河型归属讨论

河流的河道平面形态分类有多种方案 ,其中Rust的分类因为分出了网状河流而得到沉积学家的更多关注。中国地貌学界和水利学界则更关注钱宁的分类 ,其中包括分汊河流。目前 ,许多研究人员把网状河流和分汊河流当作同一类型的河流。文中从河型的定义、河道平面形态、地下沉积物特征、水动力、新河道形成机理和发育的地貌部位等方面对分汊河流和网状河流进行对比 ,根据对比结果认为它们是不同的河型。为了便于沉积学家、水利学家以及地貌学家之间相互交流各自有关河流的研究成果 ,需要提出一个更符合实际的冲积河流分类方案。

山区河流弯曲分汊型河段航道整治方案

岷江下游沙卵石弯曲分汊河段较多,不同分汊河段的河势特征与碍航特征迥异,山区河流弯曲分汊型河段不同的航道整治措施将导致整治点位水文条件、底质组成和河道结构产生明显不同的变化,对航道整治点位通航功能的影响也有明显差异。采用1:100正态河工物理模型试验和自航船模试验相结合的技术手段,针对岷江下游霸王滩滩群弯曲分汊型航道整治措施进行研究,对山区河流弯曲分汊型河段航线选线、整治建筑物尺寸和间距等平面设计参数进行优化设计,提出岷江下游霸王滩群弯曲分汊型河段III级航道整治方案。结果表明,通过优化航线布置并结合坝体调整、复式航槽开挖、下游布设潜坝或填槽等工程措施,可以实现增加水深、改善水流条件的整治目的。

分汊型河流在不同洪峰流量下的水流特性研究

分汊型河流河水偏流会形成较大冲击力作用于坝体,会导致堰体破坏。本文以辽宁丹东爱河为例,采用Mike21、Tecplot软件对分汊型河流在不同洪峰流量下的水流特性进行分析。分析表明:随爱河上游流量增加西支分流比增大,但西支分流比变化斜率变小;随爱河上游流量增加回流区域增大,有效过流宽度缩小;堤脚流速受到流量变化较为显著的影响。

最小能耗率理论在分汊河段的应用

运用最小能耗率理论,研究了分汊河流的河相关系,得到了冲积河流支汊在自由发展或受制状况下的河流各几何要素和水动力要素之间的函数关系。这为进一步理解河道发展规律,制定航道整治工程方案提供了有用参考,也可与其它理论的数模计算相互验证。

江心洲平衡形态水动力条件的理论分析

江心洲在何种水动力条件下具有稳定的形态一直是河床演变学中的核心问题,采用河道形态变分分析方法,综合分析分汊型河流在水流连续方程、阻力方程、推移质输沙方程和总流能量方程控制下的自动调整机理。以长江中下游两汊不对称的江心洲为研究对象,将其形态概化为规则的等腰三角形,详细数理分析发现,主汊的分沙比大于分流比是这类江心洲达到平衡的必要条件。当分汊河道达到平衡状态时,江心洲的形态会随着汊道间水沙分配比例的调整而变化,且分流比与分沙比越接近,江心洲越窄长。另外,利用长江中游监利汊道的实测水沙资料对理论分析进行验证,结果表明,江心洲形态的理论计算值与相应的实测值符合程度较好,相对误差为9.0%左右。

中国冲积大河的河型分布与成因

结合遥感影像、野外调查和水沙数据,以冲积大河为研究对象,分析中国大河的河型分布及成因。中国大河的冲积河段以弯曲与辫状河型为主,局部河段为分汊与网状河型。综合考虑河型分布的一般性和特殊性,认为相对输沙率(来沙量与输沙能力之比)、相对河岸侵蚀切应力(近岸水流切应力与河岸临界抗冲切应力之比)和河谷地形控制(如节点和宽度)是决定河型成因的3个最主要的因素。

赣江入湖三角洲上的网状河流体系研究

中国南方的冲积河流有许多属于分汊河流 ,这已被许多研究者进行过比较深入的分析研究 ,但赣江在其入湖三角洲上的多河道体系与分汊河流有着明显的不同 ,它的形成是河流自发调整的结果 ,而不象分汊河流那样由节点控制。它具有网状河流所具有的地貌和沉积物特征 ,属于典型的网状河流体系。虽然是低含沙河流 ,但由于其水动力较弱及汛期基准面的上升 ,洪泛频繁 ,可输入河间地以大量的泥沙并在低能环境中发生沉积 ,使河道及河间地能够协调加积升高 ,并维持多河道体系的稳定性。

河流演变规律的实验研究

通过自然模型实验的方法,借助模型小河模拟了自然界中顺直河道洪水情况的演变和正常情况下河流弯曲与分汊的演变过程,针对自然河流的形态特征,弯道的形成条件以及河湾的演变趋势进行了研究。实验再现了自然河流的演变过程,通过数据分析得到了自然河流的演变规律。

黄河源玛曲河段河型沿程变化及其原因

黄河源玛曲河段是一段特殊的冲积平原河道,接连出现了网状河型、分汊河型、弯曲河型和辫状河型,在270km的流程里,冲积河型发生了4次河型沿程变化。通过遥感图像和野外调查相结合,描述玛曲河段河型多样性和河道的基本特征,分析河型沿程变化的原因。玛曲河段的冲积河道主要发生4次河型变化,即网状型-分汊型、网状型-弯曲型、弯曲型-辫状型和辫状型-弯曲型。网状型-分汊型变化的原因是地形限制,泥沙淤积形成沙洲和植被发育。网状型-弯曲型变化的原因是地形限制、河床比降由大变小、河岸物质组成沿程变细。弯曲型-辫状型变化的原因是白河入汇、河床比降变大。辫状型-弯曲型变化的主原因是下游峡谷段河床下切和黑河入汇。

二维泥沙数学模型在松花江五股流航道整治中的应用

运用松花江依兰～佳木斯河段水沙实测资料对二维泥沙数学模型验证的基础上 ,进行了多分汊浅滩河段———五股流航道整治方案的比较 ,提出整疏结合的整治措施 。

钢坝在沈阳卫工明渠-细河排水防涝中的应用

卫工明渠-细河水系是沈阳市重要的平原分汊河流,汛期肩负着河道沿线雨污排水和农田排涝的重要任务。为保证上述排水系统充分发挥预期功能,结合既有条件,提出利用钢坝分流雨水泵站汛期排河的大流量水体、调整下游汊道泄洪流量的工程设计方案,从而优化河道行洪体系、保障行洪安全。文章为城市分汊河流防洪整治和钢坝设计提供了新思路。

广东省江门水道整治工程竣工

由交通部、广东省和江门市共同投资建设的广东省江门水道航道整治工程于1995年14月19日通过竣工验收,工程质量评定为优良。 江门水道位于珠江三角洲中部西端,是西江下游的一条分汊河流,自江门市北街至新会市境至熊海口与潭江交汇。