理论教育 水流动力条件的探讨

水流动力条件的探讨

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:由不同水文年和年内不同分布的来水来沙条件构成长江河道不同河段的纵向输沙关系,直接影响着相应河段的河床演变特性,其中影响河道的平面变形就是一个重要的方面。然而由于弯道崩岸主要还是纵向水流的动力作用,弯道环流横向输沙又不可能将崩岸的泥沙输向对岸部位,凸岸的淤积主要仍由纵向水流作用而形成,所以在下荆江仍然是纵向水流的作用为主导地位。波浪作用仅在水体表面对岸滩冲击作用较大,一般只引发洗崩。

水流动力条件的探讨

(1)纵向水流作用。

河道的纵向水流决定着河流的纵向输沙和河道整体变形的强度。由不同水文年和年内不同分布的来水来沙条件构成长江河道不同河段的纵向输沙关系,直接影响着相应河段的河床演变特性,其中影响河道的平面变形就是一个重要的方面。由来水来沙条件形成的近岸水流泥沙运动,通过对近岸河床的冲刷,产生不同的平面变形。在河道平面变形的过程中,弯道凹岸或受水流作用较强的顺直岸段,多数时段内近岸河床床面的泥沙都处于起动、推移、扬动并由水流输向下游的状态。一般来说,这里的水流挟沙能力均较大、离饱和含沙量均有富余,使近岸河床床面受到冲刷而造成相应的崩岸。近岸河床冲深与河岸崩坍的强度直接取决于纵向水流的作用,取决于近岸流速和单宽流量以及水流对于河岸顶冲的角度。

(2)环流作用。

环流对河道崩岸的影响也是一个重要因素。“九曲回肠” 的下荆江是长江中下游河道中崩岸最为严重的河段。其中,环流与纵向水流一起形成的螺旋流,使凹岸河床发生冲刷,螺旋流底部旋度较大,有利于底部泥沙横向输移。所以,弯道环流在下荆江蜿蜒型河道的崩岸中具有显著的作用。然而由于弯道崩岸主要还是纵向水流的动力作用,弯道环流横向输沙又不可能将崩岸的泥沙输向对岸部位,凸岸的淤积主要仍由纵向水流作用而形成,所以在下荆江仍然是纵向水流的作用为主导地位。在城陵矶以下的长江中下游分汊河道,除了弯曲过度的鹅头型支汊以外,环流对河道崩岸的影响很小。

(3)回流作用。(www.daowen.com)

回流是一种次生流,是在一定边界条件下产生的。一般情况下,回流的作用具有二重性。当纵向水流达到一定强度时,回流能使近岸床面泥沙起动、悬浮,通过与纵向水流的掺混交换,对江岸产生一定的掏刷作用,造成相应的崩岸,从而能使已形成的崩窝尺度增大;相反,当纵向水流较弱时,就可能在边界突出的下游近岸部位形成淤积,也可能在已形成的崩窝内产生淤积。在某种特殊的情况下,竖轴回流可能形成尺度很大的“口袋型”崩窝(将在第5章详述)。

(4)波浪作用。

波浪对岸的冲击作用常发生在风吹程较大的岸段或岸滩,其作用是间歇性的,在汛期流量大河面宽遇台风时可能对崩岸产生一定的影响;在枯期船行波也可能会有一定影响。波浪作用仅在水体表面对岸滩冲击作用较大,一般只引发洗崩。波浪作用在长江中下游河道内对岸蚀的影响较小,其崩岸的尺度和速度均较小。

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