理论教育 口袋型崩窝演变的特点解析

口袋型崩窝演变的特点解析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过长期的现场调查和河道观测资料分析,可以认为“口袋型”崩窝具有以下演变特点。长江中下游河道“口袋型”崩窝尺度很大,一般远远超过平面变形较为强烈情况下岸线呈“锯齿形”不断后退中的崩窝尺度。表5-10为长江下游河道“口袋型”崩窝的平面形态特征值。从这些实测成果可看出“口袋型”崩窝的迅猛发展。图5-14嘶马“口袋型”崩窝典型断面变化图5-15潜洲“口袋型”崩窝典型断面变化(全江)“口袋型”崩窝演变过程的三个阶段。

口袋型崩窝演变的特点解析

通过长期的现场调查和河道观测资料分析,可以认为“口袋型”崩窝具有以下演变特点。

(1)从平面形态看崩窝尺度大。

长江中下游河道“口袋型”崩窝尺度很大,一般远远超过平面变形较为强烈情况下岸线呈“锯齿形”不断后退中的崩窝尺度。不仅如此,“口袋型”崩窝向纵深发展的宽度很大,甚至超过崩窝的长度;有的口门还较小,甚至小于崩窝的长度。表5-10为长江下游河道“口袋型”崩窝的平面形态特征值。可以看出,有的“口袋型”崩窝的尺度非常之大,已实测到的最大崩窝,长度和宽度都达680m。典型的“口袋型”崩窝形状应该是长度和宽度差不多且口门的长度小于崩窝的长度,崩窝形状接近圆形或椭圆形,也就是“Ω 型”。有的崩长明显大于崩宽很可能是崩宽的发展受到河岸的某种限制,如扬州港大崩窝的发展显然是受到港区建筑物的限制。

表5-10 长江下游“口袋型”大崩窝情况

(2)崩窝内河岸冲刷崩坍发展快。

“口袋型”崩窝自岸线突破后,在回流急剧冲刷下崩区不断朝岸内拓宽拓长迅速发展。据记载,燕子矶崩窝仅5.5h就崩坍土体30万m3,高家圩崩窝仅12h就崩坍土体248万m3,这些土体在不长的时间内均为水流带出口外并输向下游。图5-14和图5-15分别为嘶马和潜洲崩窝发展时窝内典型断面的变化。可见嘶马大崩窝在1984年7月21日至23日两天时间崩岸线后退了200 余m,其速度实为罕见;而潜洲断面为两次1∶1 万地形图上切取,时间自1969年8月~1969年11月,时隔3个月,并非崩窝发生时的测量地形,但即使如此,在3个月内崩窝岸线后退了约400m,也是非常大的崩岸速度。从这些实测成果可看出“口袋型”崩窝的迅猛发展。

图5-14 嘶马“口袋型”崩窝典型断面变化(半江近岸)

图5-15 潜洲“口袋型”崩窝典型断面变化(全江)

(3)“口袋型”崩窝演变过程的三个阶段。(www.daowen.com)

1)崩前阶段——近岸河床变化阶段。根据已有的实测资料可以看出,“口袋型”崩窝发生前,近岸河床深槽受冲变得更深,并有向岸坡下部冲进之势。例如,潜洲大崩窝发生前,近岸深槽由1968年9月的-38m增深至1969年8 月的-43m,整个岸坡变陡,-20~-30m等高线有向岸楔入趋势,终于在1969年11月(确切说是在8~11 月之间的某时段内) 形成“口袋型” 大崩窝,崩进的宽度达400m(图5-15);嘶马大崩窝在发生前9天的1984年7月12日,近岸深槽冲深达-50m,且向岸靠近,-35m等高线也有向岸楔入趋势(图5-16),终于在7月21日开始形成“口袋型”大崩窝。高家圩和燕子矶在崩前都有较深部位的等高线(-20 m线)向岸楔入的态势(图5-17、图5-18)。

2)发展阶段——崩窝急剧冲刷阶段。当近岸河床发生冲刷某等高线向岸楔入形成突破口后,局部水流便在该处很快形成强烈的回流,这股回流急速旋转带走河岸泥沙使崩窝迅速扩大。崩窝拓展之初,回流不断增强,进入崩窝的水量不断增多增强,崩窝冲刷发展的速度也快。当崩窝发展到一定程度后,随着崩窝面积的扩大,回流流速逐渐减小,对周边的冲刷作用逐渐减弱。回流冲刷使崩窝演变的模式是,随着回流以竖轴旋转冲刷崩窝周边时,周边的土体以一块块呈圆弧状或条状持续坍入水中,不同的小崩窝每次崩坍间隔的时间不同,短的为几分钟、十几分钟,长的为数小时,崩窝的最终形态是分若干次完成的。由于崩窝是回流作用形成的,所以崩窝的平面形态呈“口袋型”或“Ω 型”(图5-19)。

图5-16 嘶马崩窝发生前近岸河岸变化

图5-17 高家圩“口袋型”崩窝

图5-18 燕子矶“口袋型”崩窝

图5-19 潜洲窝崩平面形态

3)相对稳定阶段——崩窝形态相对平衡阶段。当“口袋型” 崩窝拓展形成的面积扩大和阻力增大使回流流速减小到不足以继续冲刷河岸时,崩窝基本上不再扩大,其演变进入相对稳定阶段。所谓相对稳定就是在指较强水流条件下形成的崩窝形态,在水流强度逐渐变弱的情况下会发生一定程度的回淤,这是“口袋型”崩窝的一般归宿;但在遇到较强水流的水文年,窝内回淤的泥沙又会发生一定的冲刷,在年际间表现出崩窝内冲淤交替、崩窝形态相对平衡的特性。然而,当着河势变化或遇更大洪水的水文年,仍使水流再增强时,“口袋型”崩窝冲刷会再度加强,崩窝尺度还将进一步扩大。例如潜洲1969年的崩窝是在左泓分流比为76%时产生的,崩进宽度为400m;而在1974 年潜洲左泓分流比增加到86%时,崩窝形态就拓展为崩进宽度和长度均为680m,口门长为570m的特大“口袋型”崩窝(图5-19)。

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