理论教育 关系分析:河型成因、河道形态与平面变形

关系分析:河型成因、河道形态与平面变形

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:下荆江的蜿蜒型河道在形成过程中和河道形态定型后,演变的基本特征就是通过凹岸冲刷、凸岸淤积的平面变形达到和保持蜿蜒曲折的平面形态。以上几点可以说明,河床边界条件是河型成因又一重要因素,也是河道平面冲刷变形的重要因素。通过近半个世纪以来的河道治理,目前长江中下游河道的平面变形已经受到一定的控制。

关系分析:河型成因、河道形态与平面变形

有关研究表明,一条冲积平原河流的河型成因有两个基本趋向:一是趋于耗散河流的能量,二是趋于达到输沙平衡[61]。下荆江蜿蜒河道的河型成因是在水流泥沙运动条件和河床边界条件下,通过在纵向增加河长和在断面上保持凹岸冲刷与凸岸淤积基本均衡的单一河道来达到既耗散水流能量又满足泥沙输移趋于平衡的。下荆江的蜿蜒型河道在形成过程中和河道形态定型后,演变的基本特征就是通过凹岸冲刷、凸岸淤积的平面变形达到和保持蜿蜒曲折的平面形态。长江中下游分汊型河道的河型成因则是选择通过平面变形增大河宽形成分汊的形式,实现耗散水流能量并力求与流量相对较大、含沙量相对较小的水沙条件建立输沙平衡[62]。也就是说,分汊河道在造床过程中和河道定型后,其演变特征也是通过河道的平面变形即拓宽而达到保持分汊的平面形态。这就是河型成因中的水流泥沙运动条件,是河流自身的动力因素。需要指出的是,上述两种河型的成因,在满足上述河流动力作用的同时,还应具备与其相应的河床边界条件。下荆江河道的二元结构河岸,具有抗冲性适度(即可冲性适度)的边界条件,能使得凸岸淤积与凹岸冲刷保持均衡的速度而不发生切滩,从而保持以单一河槽为断面形态达到纵向输沙平衡。中下游分汊河道河岸为抗冲性相对更弱的二元结构,在流量相对较大和含沙量相对较小的水沙条件下,边滩淤积不能及时与崩岸保持均衡,从而以分汊河槽为断面形态降低挟沙能力,与较小的含沙量相适应达到纵向输沙平衡。当然,下荆江蜿蜒型河道和中下游分汊型河道的上述河床边界条件也是在长期造床过程中河流本身的冲积作用形成的。也就是说,从形成条件来讲,水流与河床的作用是相辅相成的[62]。以上几点可以说明,河床边界条件是河型成因又一重要因素,也是河道平面冲刷变形的重要因素。如果说在河道河型成因和构成一定的平面变形特征并造成河道的崩岸中,水流泥沙运动是主导因素,那么河床边界条件就是崩岸的制约因素。

以上两种河型的河道形态都是通过长期的造床过程而形成的。当河道形态形成后,在来水来沙和河床边界条件相互作用下,河道发生的变形,体现了河床冲淤的动态特征。其中,河床的平面冲刷变形是其中动态变化中的一个最重要的方面。因此,研究河道崩岸的宏观因素,归根结底就是研究不同河型的平面形态和河道平面变形的规律。这是我们在研究河道崩岸机理中需要首先明确的一点,在第3章对长江中下游不同河型的平面变形规律和不同河段的平面形态变化及其在河势控制中的作用已经作了详细的阐述。(www.daowen.com)

通过近半个世纪以来的河道治理,目前长江中下游河道的平面变形已经受到一定的控制。宜昌至枝城由于边界条件的约束其平面形态相对稳定,局部河岸仍有崩岸。上荆江在历史上就受到堤防护岸工程的防护,加之近期的不断加固,平面变形中的弯道凹岸后退和蠕动下移均受到控制,崩岸较少发生;但在未护岸的部分岸段,如曲率较平缓的顺直过渡段,或因河势有新的调整,或因在某些水文年受水流冲刷而时有崩岸;在以上弯曲河段河道转折处多有江心洲,由于水流条件存在周期性变化,汊内河岸和江心洲也常有崩岸发生。下荆江自20世纪60年代末~70年代初,在实施中洲子、上车湾人工裁弯和沙滩子发生自然裁弯而构成系统裁弯以后,通过80 年代后期和1998年大洪水后的河势控制与护岸加固,现在的下荆江河道,除了调关弯道和下段的七弓岭至观音洲仍为蜿蜒型之外,实际上已基本成为受到较强控制的弯曲型河道。目前由于三口分流的减少,特别是三峡工程蓄水后含沙量的显著减少,河势仍在调整,未加防护的岸段和护岸工程标准较低的岸段仍有可能继续发生崩岸。城陵矶以下的分汊河道,只有少数重点河段(如岳阳、南京、镇扬等河段) 实施了较系统的河势控制工程,大多数分汊河段虽然在保护大堤安全的崩岸段程度不同地实施了护岸工程,但并未全面实施稳定平面形态的河势控制工程,尤其是作为分汊河段组成部分的江心洲,崩岸没有得到治理。综上所述,长江中下游河道崩岸还需要继续不断地研究和进行治理。

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