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《《山洪與泥石流災(zāi)害》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、1、河道環(huán)流特征不恒定性是河道水流的重要特性。河道的來(lái)水來(lái)沙情況隨時(shí)間而變化，河床也經(jīng)常處于演變中，這兩方面的變化又是彼此聯(lián)系的。因此，水流、泥沙、河床總是處于變化之中。因河床面一般起伏不平，周界不可能是與流向平等的棱柱體，因此河道水流一般是非均勻流。河道水流中心有正流(元生流)包括主流帶、近帶有邊流帶；與正流(元生流)相對(duì)應(yīng)還有副流(次生流)，它與正流不同，不是由河床縱比降的總趨勢(shì)決定的，由于縱比降以外的其他因素所促成的。這種次生流，有的具有復(fù)歸性，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)呈循環(huán)式的封閉流動(dòng)；或者與正流及其他副流結(jié)合在一起，呈螺旋式的非封閉的復(fù)歸性流動(dòng)。對(duì)這類具有復(fù)歸性的次生流，我們稱之為環(huán)流。元生流
2、一般以縱向?yàn)橹鳌－h(huán)流則不然，它因產(chǎn)生的原因不同，具有不同的軸向。因此輸沙的方向，也不限于縱向?？梢哉f(shuō)，河流中的橫向輸沙主要是靠有關(guān)的環(huán)流造成的，而不是靠無(wú)生流或縱向水流造成的。河流水流的輸沙自然是縱橫兩向彼此聯(lián)系的。因此，一個(gè)河段的沖淤動(dòng)態(tài)，除了受元生流的重要影響之外，還受環(huán)流的重要影響。2、泥沙運(yùn)動(dòng)由于橫向環(huán)流的存在，蜿蜒型河段的泥沙運(yùn)動(dòng)有其相應(yīng)的特點(diǎn)。這里，首先介紹由橫向環(huán)流引起的彎道橫向輸沙問(wèn)題。在橫向環(huán)流的作用下，表層含沙量較小的水流不斷流向凹岸并插下河底，而底層含沙量較大的水流不斷流向凸岸并爬上邊灘，形成橫向輸沙不平衡。從含沙量的等值線看，凹岸一側(cè)較小，靠近凸岸邊灘最大。從含沙量
3、沿垂線的分布看，凹岸深槽分布相當(dāng)均勻，且底部含沙量梯度相當(dāng)大，在凸岸邊灘一帶，含沙量及其梯度均比凹岸一的，最大值發(fā)生在靠近凸岸邊灘處。從懸沙中值粒徑的垂直線分布看，與含沙量分布類似，但垂線平均中值粒徑的橫向分布比較均勻，凸岸一側(cè)較細(xì)。懸沙及其粒徑的這種分布特點(diǎn)，是與彎道環(huán)流直接相關(guān)的。表層含沙量較小的水流，流向凹岸后插向河底，攫取泥沙，由下部環(huán)流帶向凸岸，故凸岸一側(cè)的含沙量沿垂線分布要比凹岸一側(cè)顯得更不均勻，含沙量較大，粒徑也粗；同時(shí)由于地形在凸岸邊灘附近具有凸變性質(zhì)，故該處懸沙的這些變化也更為急劇，經(jīng)過(guò)在邊灘灘唇及灘面落淤之后，含沙量自然隨之減少，粒徑隨之變細(xì)。結(jié)合斷面水深及垂線平均流速可
4、知，這些因素的最大值自凹岸與凸岸的次序是按水深、垂線平均流速、垂線平均含沙量和垂線平均中值粒徑的順序排列的。這是蜿蜒型河段變道所特有的分布規(guī)律。蜿蜒型河過(guò)渡段懸沙含沙量分布，含沙量等值線基本上是對(duì)稱于河道中心線的，沿垂線分布都比較均勻，垂線平均含沙量的橫向分布也相當(dāng)均勻，且與垂線平均流速的橫向分布大體相適應(yīng)。結(jié)合斷面水深可知，這些因素的最大值都基本上居中，而沒有顯著的偏離。這樣的分布特點(diǎn)，與彎道段大不相同，最根本的原因，是與過(guò)渡段環(huán)流很弱甚至不存在環(huán)流的情況相適應(yīng)的。對(duì)蜿蜒型河段的水流挾沙力，可采用常見的挾沙力參數(shù)V3/gHω或HJ2/3n3gω作些定性分析。在這一參數(shù)中比降和斷面因素顯然對(duì)挾
5、沙力影響很大。就彎道段而言，洪水期水深很大，比降也大；枯水期水深變小，比降受下游過(guò)渡段壅水的影響相應(yīng)變小。而糙率在枯水期因受斷面形態(tài)的約束作用，再加上沙波正處在發(fā)展階段，一般比洪水期的大。至于糙率與水深的關(guān)系大體上與彎道相似。根據(jù)這些因素的變化可知，洪水期彎道段的水流挾沙力大于過(guò)渡段的，而枯水期則相反。前面談到的泥沙橫向或縱向輸移，是將橫向水流或縱向水流分開考慮的結(jié)果。如將這兩者結(jié)合在一起考慮，并著眼于顆粒較粗的底沙(包括推移質(zhì)及較粗的床沙質(zhì))，則泥沙輸移存在如下的兩個(gè)突出特點(diǎn)：一是泥沙的異岸輸移和同岸輸移，二是泥沙沿程的聚散現(xiàn)象。試驗(yàn)表明：由彎道凹岸沖刷下來(lái)的泥沙，只有一部分由較強(qiáng)的環(huán)流旋度
6、帶到本彎道的凸岸淤積下來(lái)，剩下的部分被帶到過(guò)渡段和下一個(gè)彎道的凸岸淤積下來(lái)，只有很小一部分會(huì)淤積在更下游的過(guò)渡段和彎道凸岸。以第一彎道的凹岸為標(biāo)準(zhǔn)，淤在同一側(cè)凸岸的稱為同岸輸移，淤在另一側(cè)凸岸的稱為異岸輸移，它們是橫向輸移和縱向輸移的綜合結(jié)果。因此，淤積在某一凸岸的泥沙應(yīng)該是上游很多個(gè)凹岸邊灘淤積只具有暫時(shí)性質(zhì)，在爾后因水流條件變化而產(chǎn)生的沖刷過(guò)程中，這部分泥沙又將被沖走。因此，這些淤積區(qū)，特別是過(guò)渡段淤積區(qū)，又是沖刷區(qū)，它們具有泥沙聚散地，也就是泥沙轉(zhuǎn)運(yùn)站的性質(zhì)。這種聚散現(xiàn)象在前面論述泥沙縱向輸移時(shí)已經(jīng)述及，橫向輸沙只是使這種現(xiàn)象變得更復(fù)雜一些而已。3、分沙口堆沙場(chǎng)設(shè)計(jì)原則①?gòu)澋理樀缀拥滥嗌?/p>
7、運(yùn)動(dòng)，環(huán)流刷深凹岸、泥沙、卵石堆積于凸岸，避免泥沙、堵塞深槽。因此，一般不宜裁灣取直，特別是山溝溪流從陡峻的山峪進(jìn)入山腳小平川交界段，當(dāng)深峪高速挾沙水流進(jìn)入平川流速變緩，泥沙沉淀于河口，最容易堵塞直道，流水放下泥沙，繞道而行。這就是天然河道不宜裁彎取直原因。②分沙口設(shè)在彎道的上端，與分洪口相結(jié)合。河漫灘在洪水時(shí)被淹沒，而中枯水時(shí)，則露出水面以上。洪水漫灘后，由于過(guò)水?dāng)嗝嬖龃螅魉俳档?，泥沙首先沿?/p>
