1、浅谈游荡型河道浅谈游荡型河道第1页，共34页。一、河道演变的概念一、河道演变的概念 河道演变河道演变（fluvial processing)：自然条件自然条件及人类及人类活动影响下河床所发活动影响下河床所发生的变化过程。生的变化过程。u 广义广义上上:从从河源到河口流经河谷的形成及发展的整个历史过程。河源到河口流经河谷的形成及发展的整个历史过程。u狭义狭义上：上：近代冲积河床的变化。近代冲积河床的变化。u河床河床演变是水流、泥沙、河床相互作用的结果，以泥沙运动作为纽带。演变是水流、泥沙、河床相互作用的结果，以泥沙运动作为纽带。u河床河床演变演变实质：实质：泥沙的冲刷、搬运、沉积。泥沙的冲刷、搬
2、运、沉积。u根本根本原因原因：输沙不平衡输沙不平衡 第2页，共34页。二二、平原平原河流河型的划分河流河型的划分平原河流根据其形态和演变特性可分为顺直微弯型、蜿平原河流根据其形态和演变特性可分为顺直微弯型、蜿蜒（弯曲）型、分汊型、游荡型等。蜒（弯曲）型、分汊型、游荡型等。第3页，共34页。三、游荡型河道的定义三、游荡型河道的定义a)平面上水流散乱呈辫状，心滩密布，变动不定的河道。b)河道的弯曲系数仅略1，整体形态较顺直。横断面十分宽浅，水流散乱，主槽摆动幅度和摆动速度均很大，河势变化剧烈。c)游荡型河流大都处于强烈淤积状态，故河床不断抬高。第4页，共34页。游荡型河道第5页，共34页。四、游荡
3、四、游荡型河道演变规律型河道演变规律1、河道河道形态形态：河身顺直，宽窄相间，呈藕节状，：河身顺直，宽窄相间，呈藕节状，洲滩密布，汊道交织，弯曲程度不大，曲折系数洲滩密布，汊道交织，弯曲程度不大，曲折系数一般略大于一般略大于1。主槽不固定。河道宽浅。主槽不固定。河道宽浅。2、水流运动水流运动：水深小，水面比降大，流速大，水：水深小，水面比降大，流速大，水流散乱，主流不定。流散乱，主流不定。3、演变演变特性特性：变形强度大，速度快，有宽广的河变形强度大，速度快，有宽广的河漫滩。漫滩。4、演变演变规律规律：河床多年平均是淤积抬高的，年内：河床多年平均是淤积抬高的，年内汛期主槽冲，滩地淤，非汛期主槽
4、淤，滩地冲。汛期主槽冲，滩地淤，非汛期主槽淤，滩地冲。第6页，共34页。第7页，共34页。五、游荡五、游荡型河段的一般形态型河段的一般形态在平面在平面形态上形态上 一般比较顺直，水流分汊，通一般比较顺直，水流分汊，通常有两股或两股以上的汊道。常有两股或两股以上的汊道。在纵向上在纵向上 游荡型河流的比降较陡，挟带游荡型河流的比降较陡，挟带的泥沙数量大。的泥沙数量大。在横向上在横向上 游荡型河流的宽深比较大。游荡型河流的宽深比较大。第8页，共34页。与与蜿蜒型河流的异同：蜿蜒型河流的异同：游荡游荡型河段弯曲程度不大，一般弯曲系数略大于型河段弯曲程度不大，一般弯曲系数略大于1 1，如黄河如黄河高村以
5、上河段曲折系数约为高村以上河段曲折系数约为1.051.05。横剖面一般都十分宽浅，滩槽高差一般很小，如黄横剖面一般都十分宽浅，滩槽高差一般很小，如黄河河一般均在均在12 12 m m之间。之间。河床坡降均比蜿蜒型河段大河床坡降均比蜿蜒型河段大，如黄河游荡型河段为，如黄河游荡型河段为1.54.01.54.01010-4-4，而相同尺度蜿蜒型河段为，而相同尺度蜿蜒型河段为1.01.01010-4-4以以下。下。与分汊型河流的异同：与分汊型河流的异同：游荡型河流虽然同样具有分汊的平面形态。游荡型河流虽然同样具有分汊的平面形态。但河道中沙洲数量多，形态容易随流量的变化而但河道中沙洲数量多，形态容易随流
6、量的变化而变，整个外形十分散乱。且汊道经常迁徙变化，变，整个外形十分散乱。且汊道经常迁徙变化，汊道的弯曲率一般也要比分汊型河流小。汊道的弯曲率一般也要比分汊型河流小。第9页，共34页。第10页，共34页。六、游荡六、游荡型河段的水沙特性型河段的水沙特性 游荡游荡型河段型河段平均水深一般很平均水深一般很浅浅 游荡型河流的来沙量一般偏多，并且同流量游荡型河流的来沙量一般偏多，并且同流量下的含沙量变化很大，流量与含沙量的关系极不下的含沙量变化很大，流量与含沙量的关系极不明显。其主要原因是：明显。其主要原因是：A.A.洪水来自流域的不同地区，来水中携带的泥洪水来自流域的不同地区，来水中携带的泥沙量大小
7、沙量大小不同不同。B.B.同同一流量下，随着上站含沙量的不同，其输一流量下，随着上站含沙量的不同，其输沙率相差很大，出现沙率相差很大，出现“多来多排、少来少排多来多排、少来少排”的现象。的现象。第11页，共34页。七、游荡型河段的形成条件第12页，共34页。河流的游荡性形成的历史条件（基本条件）河床的强烈堆积作用 第13页，共34页。河床的堆河床的堆积作用。积作用。洪峰猛涨洪峰猛涨猛落，洪、猛落，洪、中、枯水中、枯水变幅悬殊。变幅悬殊。同流量下同流量下含沙量变含沙量变化大。化大。八、对八、对河流的游荡强度起促河流的游荡强度起促进作用的有利进作用的有利条件条件第14页，共34页。国内典例分析 黄
8、河 1、游荡型河段水沙变化及河势特点分析 水流条件 2、游荡型河段成因 河床边界条件 3、游荡型河段对防洪安全的主要威胁第15页，共34页。高含沙洪水起着十分重要的作用 黄河下游游荡型黄河下游游荡型河道河床逐年淤河道河床逐年淤积抬升的众多影积抬升的众多影响因素中响因素中第16页，共34页。1.高含沙水流游荡性河道滩槽冲淤演变的特点是滩槽冲淤量和强度都较低含沙水流大。2.高含沙水流可以自身塑造出与其挟沙能力相应的窄深河槽。第17页，共34页。游荡型河道整治游荡型河道整治第18页，共34页。游荡型河道存在的一些问题游荡型河道存在的一些问题从国内外河流整治看黄河下游整治从国内外河流整治看黄河下游整治
9、裁弯与双向整治裁弯与双向整治游荡型河道应两岸同时整治游荡型河道应两岸同时整治双岸整治的目标双岸整治的目标双岸整治设计的优缺点双岸整治设计的优缺点结束语结束语第19页，共34页。在人类与自然的关系中，自古以来河流洪水灾害对人们的生活影响最大，且经常发生。为此人类在与洪水斗争的漫长的历史过程中积累了丰富经验，随着科学的发展和人们对河流演变规律和输沙规律认识的深入，技术措施也在不断的进步，对河流的要求也在不断的提高。河道整治的目的应由单纯的防洪减灾，向综合效益方向发展。在各类河型中，游荡河型最不稳定，防洪压力很大，常造成沿河地区的内涝和盐渍化。故对其治理是国民经济建设所必需。第20页，共34页。小浪
10、底水库运用后河道整治面临的新问题小浪底水库运用后河道整治面临的新问题第21页，共34页。黄河下游主槽河宽沿程变化第22页，共34页。以上的例子说明沿用传统的整治方法难于有效控制河势，由于河势的迅速变化常造成险工脱流，控导工程不断上延下接的被动抢险，河道断面形态仍很宽浅，无法形成稳定的中水河槽，需要采取更有效的河道整治措施，达到稳定主槽的目的。第23页，共34页。从国内外河流整治看黄河下游整治从国内外河流整治看黄河下游整治潘季驯在几百年前提出束水攻沙的主张，修建堤防，减少洪水的淹没范围，排洪输沙入海。1922年美国水利工程师费礼门认为黄河下游堤距过宽是治理困难的主要原因。他提出整治河宽为1/3英
11、里的设想。1946年在严恺院士主持下制定了黄河下游治理初步规划，建议采用对口丁坝为主的工程措施缩窄游荡性河段，并绘制了全下游河道整治规划图。新中国成立后实行了宽河固堤的方针，利用河南宽河段滞洪滞沙，削减了洪峰。二十世纪50年代后期，认为三门峡水库建成后下游防洪问题基本解决，在下游进行梯级开发，控制纵向冲刷和进行整治河道，以利于引水航运。钱宁1965年针对束水攻沙的治河思想指出，要把全部泥沙输入大海，使各级流量挟沙不淤。1966年张瑞瑾先生提出把黄河下游河道治理成“宽滩窄槽”的设想，并详细论述这个方针的合理性、实用性。利用窄槽输水输沙，利用宽滩滞洪滞沙，久而久之形成高滩深槽。100多年前美国政府
12、对密西西比河、密苏理河及莱茵河的整治已经开始采用双岸整治的办法稳定了河道，使防洪与航运两方面都收益。中亚地区多沙的阿姆河，在土雅姆水库投入运用后，经过阿尔图宁研究所多种方案的比较，在1981年将原来的单岸弯曲性整治，改为双向整治，确保防洪和引水的安全。丹江水库1960年建成后，在襄樊至皇庄153km的游荡性河道进行了航道整治，达到防洪、航运双重治理目标。第24页，共34页。第25页，共34页。裁弯与双向整治裁弯与双向整治如上所述，国内外河流的整治实践均是裁弯，双岸整治，没有一条河流通过人工建造河弯的办法，强行将游荡性顺直微弯河道整治成弯曲性河道。综上所述，采用弯曲整治方案，论据并不充分，其整治
13、效果远不如双岸整治，无法稳定主槽，无法实现黄委会制订的“稳定主槽，调水调沙”新治河方略。第26页，共34页。游荡型河道应两岸同时整治游荡型河道应两岸同时整治长期的来水来沙条件形成目前游荡型河道固有的边界条件，如比降陡,河床组成为粉细沙抗冲刷性差、最易起动，甚至在流速0.5m/s时河床均可发生冲刷。由于比降陡，洪水期流速达3-4 m/s，因此河槽极不稳定，在洪水涨水期河床会发生强烈的冲刷，其冲刷深度达2-3m，甚至更大。在这种情况下，修建整治工程是增加河道稳定的唯一措施。目前一岸整治的方法，不能控制河势的主要原因，是河槽极为宽浅，一岸整治无法形成能够控导河势、约束水流的中水河槽。从增加河道排洪能
14、力与控导河势出发，都希望缩窄河槽、增加槽深。不同整治河宽的过流能力表明，河宽减小，水深增加，可以使河槽的过流能力迅速增加。从泄流公式可知，过流能力与B、h值成正比，但h值的方次远高于B的方次。虽过水面积相同，但B值不同，河槽的过流能力相差很大，主要是水深增加，流速增大所致。第27页，共34页。相同过水面积不同河宽的过流能力相同过水面积不同河宽的过流能力第28页，共34页。双岸整治的目标双岸整治的目标规顺流路，宽滩窄槽。窄槽用于输水输沙，宽滩用于大洪水时滞洪削峰，形成顺畅的排洪河道。稳定河槽，控导河势。河槽宽、浅是造成横河、斜河的主要原因，只有形成稳定的主槽，才能从根本上防止出现横河险情。改变主
15、槽淤积状态，形成窄深主河槽，充分利用洪水在窄深河槽中所具有的极强输沙潜力输沙入海，减少主河槽淤积。增大主槽的平滩流量。减少漫滩机遇，减少淹没损失，稳定滩区生产生活，体现以人为本的国策，使滩区人民早日小康。这些目标都是现行整治方案难于实现的。第29页，共34页。双岸整治的原理从增加河道排洪能力与控导河势出发，希望缩窄河槽、增加槽深。缩窄河宽有利于冲刷向纵深方向发展，增大平滩流量。第30页，共34页。第31页，共34页。双岸整治设计的优缺点双岸整治设计的优缺点 充分利用洪水期窄深河槽泄洪能力(与水深高次方5/3)大，输沙能力强，洪水期主槽产生强烈冲刷的特性，整治河宽缩窄，增加洪水期水流对主槽的冲刷
16、能力。充分利用游荡性河道洪水期大水趋直，主流走中弘的河势变化特点，因势利导的布置整治工程，使对口丁坝的间距达到800-1000m，甚至更大，为工程节省投资提供了可能。利用上挑丁坝壅水的特性，在丁坝的上游区形成回流(水垫)，促使洪水期泥沙落淤，不断的抬高滩面，增大滩槽高差，形成高滩深槽。可利用与黄河抢险几乎相同材料与施工方法(均靠洪水冲刷，坝体坍塌，形成抗冲基础)，设计出汛期不抢险坝，确保流路的稳定。由于高滩深槽的形成，从而归顺了流路，使小水不出槽，即使坐湾也不会对堤坝的安全产生危害，只会造成滩岸局部坍塌。由对口丁坝及横堤组成的整治工程，坝头经常靠河，提高防洪工程的利用率。主要缺点是对要整治河段
17、一次投资大，整治最好一次完成，且两岸的工程应同时进行。最好由上游向下游逐步展开，以便稳定入流方向，为下游工程兴建创造条件。第32页，共34页。结束语结束语双岸整治是基于对黄河下游游荡性河道演变特性、窄深河道双岸整治是基于对黄河下游游荡性河道演变特性、窄深河道泄洪输沙规律认识的基础上，小浪底水库泥沙多年调节，相泄洪输沙规律认识的基础上，小浪底水库泥沙多年调节，相机利用洪水排沙，优化了来水来沙条件，提出的游荡性河道机利用洪水排沙，优化了来水来沙条件，提出的游荡性河道整治的发展方向。对窄深河槽的过洪机理整治的发展方向。对窄深河槽的过洪机理,淤滩刷槽之间没有淤滩刷槽之间没有联系联系,水库排沙调控原则等问题认识的突破水库排沙调控原则等问题认识的突破,为水库利用洪为水库利用洪水排沙和下游河道双岸整治水排沙和下游河道双岸整治,充分利用洪水的输沙和造床充分利用洪水的输沙和造床作用作用,长距离输沙入海长距离输沙入海,实现下游主槽不淤高的目标提供了实现下游主槽不淤高的目标提供了可能。形成窄深河槽是稳定主槽，保证防洪安全与提高可能。形成窄深河槽是稳定主槽，保证防洪安全与提高河道的输沙能力所必须。河道的输沙能力所必须。以上就是我们小组关于游荡型河道的认识与理解。以上就是我们小组关于游荡型河道的认识与理解。第33页，共34页。谢谢观赏！谢谢观赏！第34页，共34页。
