边界条件对自然河流形成及演变影响机理的实验研究

运用自然模型法,采用清水冲刷成功地塑造了室内天然小河。实验研究了不同的初始河流几何边界条件以及水流条件对河流演变的影响。研究发现流量对河流展宽幅值影响最大。水流入射角的大小与河流展宽幅度及河流弯曲度的变化没有必然的联系,30°入射角时小河的河流展宽及弯曲度变化最明显。入射角对河流演变的作用只是短期的,且在演变初始阶段影响较大。受初始边界条件的影响,河流向下游演变具有滞后性及曲率变化的传递性等特点。本文最后分析了河流演变过程中的泥沙分选现象。

入湖浅水三角洲形成过程实验模拟分析

本文基于自然模型法,对入湖浅水三角洲的形成发展过程进行实验模拟,从河型和流场变化的角度,分析其河道演变过程规律。通过改变上游来沙和下游水位,研究不同边界条件对三角洲形成过程中河道摆动及河型发育的影响。实验结果表明:(1)河槽在顺直、分汊及无河槽的形态间交替演变,下游淤积的河坝会导致地形抬高、反水压力以及溯源淤积现象,促进河道发生周期性横向摆动。(2)三角洲表面流场形态及流速大小随河型变化,且与演变阶段有关。(3)上游多沙和下游高水位,都能使河型周期历时变短,主流摆动角度变大,摆动点位置向上游移动,较多来沙可以使河道形态由鸟足状向辐射状发育。在这一演化过程中,来沙影响占主导而水位影响居次要,水位变化条件不会从根本上改变河道形态的类型。

入湖三角洲形成过程与淤积形态变化的实验研究

入湖三角洲的形成和发展过程是冲积河流演变的重要组成部分,三角洲尾闾水道生成、地貌演变机理更是河流动力学研究中的重点问题。利用自然模型法对入湖三角洲形成与形态发展过程进行模型试验,通过改变上游来沙和下游水位探究不同边界条件对三角洲平面形态、纵向推进、横向展宽及垂向抬高的影响。三角洲堆积体先呈舌状推进,随后随朵体的生长而变化,其长宽比先迅速增大后逐渐减小。上游来沙量越大,三角洲长宽比越小,下游水位越高对三角洲尺寸抑制越明显。三角洲纵向推进和横向展宽都呈现先迅速增长,后进入相对平稳期,并出现"台阶式"增长的趋势。来沙越多,横纵推进速度越快,越早出现突变式的增长。水位越高,三角洲越早以较小尺寸进入平稳期,突变周期越长,增长值越小。泥沙主要落淤在三角洲中下游,但较多来沙量会促使泥沙淤积在上游,并使上游河槽深度减小,中下游横截面坡度增大,三角洲整体纵向坡度也增大。