理论教育 泥沙运动影响规律解析

泥沙运动影响规律解析

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:在长江口拦门沙河段,单纯水流动力作用下,沙波运动是底沙运动的一种主要形态。在长江口拦门沙河段,单纯水流动力作用下,由于流速的周期性变化引起了水体挟沙力的周期性变化,从而在低流速时刻形成近底高含沙水体现象。由以上分析可知,在单纯水流动力作用下,不论泥沙以何种形式运动,其总体运动趋势是相同的,均是从深槽往浅滩方向运动,滩槽变化结果表现为“冲槽淤滩”。

泥沙运动影响规律解析

(1)底沙。在长江口拦门沙河段,单纯水流动力作用下,沙波运动是底沙运动的一种主要形态。由于横断面上流速从深槽往浅滩方向逐渐变小,而沙波前进的总体方向是往低流速区偏转的(图2),这将使得底沙在沿水流方向前进的同时,还发生横向运动,不断从深槽往浅滩方向输移。流速横断面分布越不均匀,底沙横向运动越剧烈(图3)。

图3 显著不均匀断面流速引起的波峰线走势

(2)悬沙。据长江口拦门沙河段水流动力的空间分布和悬沙运动特性可知,深槽流速大,细颗粒泥沙易于悬扬,水流挟沙能力也强,产生的含沙量高;而浅滩流速小,细颗粒泥沙不易,甚至不悬扬,水流挟沙能力也弱,产生的含沙量低(图2)。在对流扩散作用下,悬沙将会不断从深槽往浅滩方向输移。华东师范大学[2]根据南槽现场实测的时均流速及含沙量资料进行了分析和计算,结果表明:浅水区域的泥沙基本上向高滩或近岸方向输送,而深水和邻近河槽的泥沙向外海输移。这样在一个潮周期中平面上形成一个浅水进沙深水出沙的输沙环流系统,有利于泥沙上滩及浅滩的淤涨发育。(www.daowen.com)

(3)近底高含沙水体。在长江口拦门沙河段,单纯水流动力作用下,由于流速的周期性变化引起了水体挟沙力的周期性变化,从而在低流速时刻形成近底高含沙水体现象。这种由单纯水流动力作用引起的近底高含沙水体具有3个显著特征:①沙细、量少。如果没有波浪动力作用,仅靠水流动力作用产生的近底高含沙水体沙细(中值粒径多在6~8μm)、量少,一般不被关注;②具有较为稳定的时空变化规律。比如一般发生在憩流期,潮差越大越明显;③形成于深槽,消散于浅滩。对于水流动力引起的少量近底高含沙水体来说,其泥沙主要来自高流速的深槽,并主要聚集于深槽,在水流动力的作用下,主要以悬沙运动形式不断消散于低流速的浅滩,促进深槽细颗粒泥沙往浅滩方向输移。

由以上分析可知,在单纯水流动力作用下,不论泥沙以何种形式运动,其总体运动趋势是相同的,均是从深槽往浅滩方向运动,滩槽变化结果表现为“冲槽淤滩”。从理论上讲,在单纯水流动力作用下,只要长江口拦门沙河段的河床坡度小于其临界稳定坡度,这种“冲槽淤滩”变化就可以持续。

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