本文目录
- 桥梁工程师必须了解桥位河段的水文和河床演变特性，试述桥位河段怎样分类
- 河流的环流运动对河流泥沙运动及河槽演变有什么影响
- 黄河变清后泥沙去哪里了
- 瓯江的水利概况
- 河道整治设计应符合哪些要求
- 河床演变的影响河床演变的因素
- 黄河和长江的河床演变有什么区别
桥梁工程师必须了解桥位河段的水文和河床演变特性，试述桥位河段怎样分类
桥位布设,必须对于所在河段的形态特征、稳定与变形程度具有充分的认识,才能够正确的选择桥位。合理的布设桥孔与墩台埋置深度,从技术上确定正确的建桥方案。并通过对桥孔的调查研究,深刻的体会到布设合理的桥孔不仅可以满足排水、输砂的需要,而且可以起到整治河道的作用,使河岸趋向稳定,有利于桥梁安全和农业生产。对所在河段的形态特征、稳定与变形程度有充分的认识后,才有可能选择出一个好的桥位,合理地布设桥孔,正确地确定墩台埋置深度,布设桥头引道及必要的调治建筑物等,从技术和经济上确定恰当的建桥方案. 通过对全国各地区的桥孔调查研究,我们深刻地体会到布设一个合适的桥孔,不仅可以满足排水、输沙的需要,而且可以起到整治河道的作用,使河岸趋向稳定,有利于桥梁安全和工农业生产.
河流的环流运动对河流泥沙运动及河槽演变有什么影响
河流的环流运动对河流泥沙运动及河槽演变有以下影响：1. 影响沉积物输移：河流环流运动会影响沉积物的输移，当环流强度增加时，输沙能力也会增加。2. 影响河床演变：河流环流运动能够改变床沙和边滩的形态和位置，从而对河床演变产生影响。3. 影响洪峰流量和洪峰水位：河流环流运动能够改变洪峰流量和洪峰水位，从而对洪水造成影响。4. 影响水文测验：河流环流运动能够改变水文测验的结果，从而对水文测验造成影响。因此，河流的环流运动对河流泥沙运动及河槽演变有影响，需要注意和维护。
黄河变清后泥沙去哪里了
近日，媒体报道从内蒙古包头出发，沿黄河至山东利津入海口采访，看到了一条与往昔完全不一样的黄河。从托克托县河口镇到郑州桃花峪，1200多公里的黄河中游，已然一河清水；直到开封以下，黄河才呈浅黄色。这意味着，连同基本是清水的上游，在非汛期，黄河80%以上的河段是清的。自1919年黄河有水文记录以来，黄河实测最高含沙量达每立方米911公斤，年度最大输沙量达39.1亿吨。
近20多年来，黄土高原生态治理成效卓著，正发生着由“局部好转、整体恶化”向“整体好转、局部良好发展”的历史性转变。1999年至2015年，延安累计退耕还林1070万亩，覆盖了当地19.4%的国土面积，植被覆盖度达67.7%。据试验，当坡面生态治理后，使径流不下沟，则沟壑地的径流、泥沙分别减少58%和78%。榆林市一项调查表明，仅由于淤地坝建设，就减少水土流失量三分之一。
水利部黄河水利委员会提供的数据显示，近20年来，通过水土保持措施，平均每年拦减入黄泥沙4.35亿吨。
黄河流域潼关以上地区共有大型水库26座，中型水库170座，但大多分布在水土流失轻微地区。黄委会等组织的课题组实地走访了90%的大中型水库，分析计算得出近期水库年拦沙1.734亿吨，其中黄河干流水库拦沙0.81亿吨。另外，由于上游水库大量拦蓄汛期水量，导致黄河内蒙古河段淤积严重。目前巴彦高勒至三湖河口已形成268公里长的地上“悬河”，每年淤积泥沙0.52亿吨。
据了解，近十年来，黄河中游地区城镇化提速，在基建和房地产拉动下，出现了“采沙热”。初步估算，以上减沙因素大致每年减少入黄泥沙7.6亿多吨。至于近期气候变化对入黄泥沙增减的影响，争议巨大，没有明晰的成果。
专家指出，除生态建设工程外，气候变化、水利工程、经济社会发展也是导致黄河泥沙锐减的重要原因。
瓯江的水利概况
上游丽水市段长299.3公里，有4条一级支流航道。小溪，自景宁县沙湾至青田县石溪乡溪口，通航里程141公里，沿线主要停靠埠有标溪、梧桐、新亭、外舍、金钟、渤海、陈村、白岩、仁宫等村镇。该航段全在山谷中穿行，卵石河床，滩多流急，有大小滩136处，主要险滩69处，平均比降0.15%，滩上比降0.3%～0.467%，河面宽度80～200米，最低通航水位0.4米，枯水期最浅水深仅0.2米，船行十分困难。每年11月至翌年1月为停航期。沙湾至外舍可通1.5～2.5吨木帆船，外舍至石溪口可通2～2.5吨机动木船。松阴溪、宣平溪、好溪，1985年以后均不通航。瓯江干流河谷下切深，两岸高峰夹峙，山势险峻。温溪街以上属山溪性河流，岩性河岸，卵石河床，河道时宽时窄，深潭与浅滩相间，整条河流几乎全在山谷中穿行。沿河除山岙及支流汇入处有些台地外，仅大港头至丽水的中游小平原和梅岙以下的下游冲积平原。随着紧水滩、石塘电站的建成，石塘至龙泉变成2个水库回水区。龙泉至丽水航段龙泉至丽水段航道长117公里，沿线经大白岸、道太、安仁口、武溪、赤石、龙门、石浦、局村、石塘、大港头、碧湖、石牛、苏埠等村镇。全段落差130米，平均比降0.134%，滩险120余处，其中碍航较大的有65处。一般通航2.75吨舴艋船，正常水位上行需7～8天，下行2～3天。洪水期水流湍急，水势汹涌，船舶有一段时间避洪停航。枯水期由于水深不足，2.75吨舴艋船上行仅载600～1000公斤，下行载1000～1500公斤，船到浅滩处还需结队过滩，船工赤足下水，背扛肩推，十分艰苦。木排顺水下行，由于枯水航槽曲率半径过小，以及横流影响，常有排尾打在滩上，致使木排打散，造成祸事的危险。丽水至温溪航段丽水（大水门）至温溪下花门段航道处于瓯江中游河段，全长86.5公里。沿线主要村镇有石帆、腊口、锦水、五里亭、祯埠、海口、石门洞、高市、芝溪头、船寮、石溪、青田、圩仁、温溪街等。该段航道洪水期水流湍急，枯水期滩多水浅，航行困难。该段航道总落差42米，平均比降0.05%，全线有险滩60处，平均1.5公里有一个滩，滩险处水深一般为0.6～0.8米，流速一般为1.0～2.0米/秒，比降一般为0.1%～0.2%。下花门至河口航段该航段为瓯江下游，长76.2公里，完全处于冲积平原地带，河底为淤泥，河面开阔，正常水面宽度达1500米左右，为感潮河段，候潮500吨级海轮可抵温溪港。 下游温州市境内温州港航道分口内航道（即瓯江下游航道）和进口航道。口内航道（瓯江下游航道）上起瓯江大桥上游1公里，下至瓯江口内岐头，全长47.5公里。按水深状况，自西向东可分为4段：第一段从起点至郭公山脚，长12公里，江面宽为300～1300米，最浅水深为1.1米，乘潮可通航500吨级海轮；第二段由郭公山起经灰桥浅滩，至杨府山港区，航道长6.5公里，灰桥处有一过渡浅滩，水深不足2.5米。乘潮可通过浅水万吨海轮；第三段由杨府山至龙湾，中间经过七都涂北航道或南航道。1985年11月起，因七都南航道淤浅，七都北航道成为主航道，长14公里，江面宽800米以上，最浅水深为2.9米，江道长年稳定，有良好的河相关系，乘潮可通浅水万吨级海轮。龙湾至七都涂尾段的航道，弯曲较大，转向角为1200。七都南航道为辅助航道，长13.5公里，江面宽1100～2000米，滩多水浅，最浅水深1.4米左右。第四段由龙湾至岐头，长15公里，航道顺直，江面宽在1500米以上，水深良好，磐石至龙湾的过江浅滩最浅水深为4米以上。进口航道分两条，一条为沙头水道，从港口的岐头至洞头县的小五星岛，航道长12公里，最浅水深2.5米。1970年前，为进港主航道。后该水道逐年淤浅，进港船舶吨级又不断增大，1973年调整为辅助航道，供3000吨级以下船舶进出港。另一条为黄大岙航道，从岐头至洞头的青菱屿检疫锚地，长14公里。青菱屿浅段水深不足6米，乌仙咀以西4.5公里浅段，最浅水深4.5米。民国时期，此航道是汽轮船进港主航道，最近十几年水深逐年加深，从1972年10月1日起，该航道对外轮开放，乘潮时可通过万吨级以上水轮。 温州港，位于瓯江下游河口段，江面自西向东逐渐从1000多米开阔至5000多米。江心屿、七都涂、灵昆岛依序列居港中。北岸后方山峦起伏，江口外洞头岛有103个岛屿，全港域广水深、风平浪静，是一个河口港和海湾港兼备的天然良港。温州港处在我国海岸线的中段，南北辐射居中。沿海各主要港口呈对称分布：北距上海港320海里、宁波港219海里；南距福州港192海里、厦门港393海里、台湾基隆港203海里。日本、朝鲜、东南亚等国的许多港口以及香港，都分布在温州港南北扇形的海面上。 瓯江自潮区界温溪至岐头角，长78公里，为河口段。其中从温溪至梅岙，长25公里，河床主要由径流塑造而成，相对比较稳定；梅岙至龙湾，长38公里，径流和潮流相互消长作用比较强烈，河宽也迅速放大，在中潮位时梅岙河宽为485米，至龙湾则达2400米，河段内边滩交错，滩洲众多，又有支流楠溪江汇入，河床冲淤变化较多；龙湾至口门，长15公里，基本上受潮流控制，江面宽阔，并受一些山嘴矶岩制约，河床稳定。海塘修筑据嘉靖《温州府志》载：唐贞元年间（785～805），温州刺史路应鉴于久废河防，多水患，命民筑堤乐成（今乐清县）、横阳（今平阳县）界中，由是得上田，除水害。宋淳熙年间（1174～1189），乐清黄华东西大堤建成，后经历代兴修，自东至西有黄华塘、知广塘、陈家塘、朱家塘、白鹤塘、法空塘、普觉塘、八都塘、十一都塘、盘石塘、重石塘等11条海塘相连，总长4165丈。并建成重石至琯头的支湾塘、田江塘，长1227丈，以及琯头至白鹭屿的琯头塘、驿前塘、象浦塘，长1325丈。在瓯江南岸，明弘治二年（1489）建成安塘，长700丈。明嘉靖年间（1522～1566）筑沙城塘，即海滨长堤，南起一都长沙，北至沙村寨，塘长2619丈，用块石砌筑。清乾隆十三年（1748）筑长沙塘，南起一都芙蓉岩，北至三都宁村城外，长4706丈；以及山北塘，南起三都兰田马道，北至四都三错，长1050丈。古时所筑海塘，大多标准不高，防洪御潮能力低，尤其清末至民国时期，海塘失修、失管情况较为严重。建国后，在50年代对海塘进行全面整修，加高加固。1964～1966年，温州市郊建成灵昆64塘及天河一期、海滨一期海塘。70年代先后建成龙湾、状元两条标准塘，全长6.9公里。到1990年底止，瓯海、鹿城、龙湾及乐清柳市等沿海地区共建成海塘总长112.31公里，保护农田27.14万亩，人口46.53万人。其中保护农田万亩、人口万人以上的海塘有：鹿城塘，起自渔渡，止于下新涂，长16.17公里；龙湾塘，起自下新涂，止于龙湾塘，长14.42公里，永强塘，起自龙湾塘，止于老鼠山，长32.4公里；灵昆塘，建于灵昆岛周围，全长17.6公里；琯头塘，起自乌牛水闸，止于琯头，长1.1公里；慎江塘，起自西埭西，止于西埭东，长4.14公里；新陡门塘，起自田湾角，止于盘石南门，长2.73公里；盘石塘，起自盘石南门，止于横河坝，长1.92公里。海涂围垦海涂围垦与海塘修筑，相辅相成。随着海涂淤积，海塘外移，围垦面积不断扩大。瓯江河口早期的海岸线东至今温瑞塘河，北至今乐琯塘河，到清康熙至光绪年间，海岸线南部已推移至今瓯海县永强塘河以东，北部推移至今黄华塘至盘石塘及三屿塘一带。今温州市区的龙湾、瓯海县的永强、梧埏及乐清柳市以东等广大区域，都是海涂淤积和人类长期修塘围垦的结果。建国后，海岸线以每年10～20米速度外伸，每三、五年即围垦一次。50～60年代，主要高滩围垦，建成千亩以上围垦工程有灵昆64塘，天河一期、海滨一期等3处。70年代建成千亩以上围垦工程有三江、天河二期、灵昆74塘、灵昆75塘及海滨二、三期工程等6处，并由高滩围垦向低滩促淤围垦方向发展。1978～1979年，实施了灵昆岛南口堵江促淤一期工程，共投工25万工，投资103万元，完成筑坝抛石23.3万立方米，筑潜坝长278.5米。工程实施后，近10年来南口淤积量达436万立方米，促淤效果较好。到1990年年底止，河口两岸已累计围垦面积4.6万亩。港口建设瓯江河口温州港位于宁波、福州两大港中间，地理位置和水域环境优越。唐、宋时期开始兴盛，是当时对外通商贸易的重要口岸。明代实行“海禁”，港口衰落。清光绪二年（1876），列为对外通商口岸，翌年建立温州海关，港口复苏。建国后，已建成初具规模的综合性对外开放港口。拥有码头62座，计泊位76个，码头总长4266米，原最大泊位为5000吨级的杨府山1号码头，1989年，龙湾港区建成万吨级杂货和多用途泊位各一个，1990年，温州电厂建成二万吨级专用煤炭泊位一个，在盘石水域还建有一万吨级和二万吨级过驳浮筒泊位各1个。全港年总吞吐能力497万吨。瓯江河口由于沙滩移动频繁，航道变迁不定。自清光绪二年（1876）温州开埠后，西门至朔门河段，水深达5.5～6.7米，民国元年（1912）和15年（1926）两次大台风洪水后，使原来由江心屿南面通过的瓯江主流改从北面通过后，朔门一带水深条件恶化，对港口航运带来严重影响。建国后，1964和1968年，虽曾两次挖泥疏浚，但效果不大。为摸清山溪性潮汐河口河床演变规律和整治方案，后由南京水利科学研究所制成瓯江河口河工比尺模型，经反复试验和研究论证，决定采取稳定河势，控制主流流向的治理方案。从1971年开始，对航道进行了多次整治：1971年在瓯江北岸上村附近至江心屿的新涂，抛石50万立方米，建顺坝2条，潜坝1条，总长5175米，迫使瓯江主流从南江通过。同时在南江开挖一条长4150米，宽60米的深槽，共挖泥119万立方米，使南江朔门、西门一带码头前沿水深逐步达到5米以上；1972年在瓯江北岸楠溪江口的龟山脚下，修筑东、西丁坝，把水流挑向南岸，冲刷安澜、振华港区河床，并在各码头前沿挖一条长2525米，宽120米的深槽，使安澜码头前沿水深恢复至5米以上，门坎沙埂逐渐消失，1973年，为稳定七都南航道水深，建老虎岩东丁坝，1974年，为改善杨府山港区水深，建灰桥顺坝长7600米；1976年，为整治七都南板桥浅滩，建丁坝长700米。上述整治工程，共投资700万元。 新中国成立后大力兴修水利，现瓯江流域已建成大小水库289座，其中库容1000万立方米以上的大中型水库22座。20世纪50年代后期建成一批小型水电站；60～70年代又建成一大批小型骨干水电站；70年代以来贯彻小水电“自建、自用、自管”方针，小水电建设得到蓬勃发展；80年代在干流龙泉溪河段先后建成紧水滩大型水电站、石塘中型水电站；90年代又建成玉溪中型水电站；进入新世纪华东第一高坝——滩坑水电站顺利建成蓄水。 新中国成立前，流域内没有一座库容在10万立方米以上的水库。新中国成立后，瓯江治理开发从小支流到大支流及干流，从单一的防治，逐步转向以水力水电为龙头，灌溉、供水、航运、旅游等综合开发利用。至2008年底，已先后建成大中型水库33座，其中大型水库2座，分别是紧水滩水库，滩坑水库，总库容达62.4亿立方米；建成水电站436座，总装机容量71.53万千瓦，其中装机容量1万千瓦以上的水电站10座，容量52万千瓦。 瓯江流域大中型水库情况 工程名称类别所在河流总库容 万（立方米）主要功能集雨面积 （平方公里）紧水滩水库大型龙泉溪139300发电、防洪、航运、渔业2761滩坑水库大型小溪415000发电为主，防洪、灌溉、3330钟前水库中型白石溪2340灌溉、防洪、供水、发电38.7白石水库中型白石溪1300灌溉、防洪、供水、发电48.5金坑水库中型船寮港2040发电为主，灌溉、养殖97.3大奕坑水库中型大奕坑源2840发电为主61.81北溪水库中型大源溪3820发电为主，兼防洪、养殖132雾溪水库中型浮云溪1170灌溉、防洪为主29.7高溪水库中型高溪1017灌溉为主，防洪、发电26大洋水库中型盘溪1688发电，防洪36.94金溪水库中型金溪1973发电、防洪118仰义水库中型瞿溪1350供水、灌溉、防洪11.5玉溪水库中型龙泉溪1453发电为主，供水、航运3407大白岸水库中型龙泉溪2470发电150石塘水库中型龙泉溪8271发电为主，兼有航运3234瑞垟二级水库中型龙泉溪1485发电86.2岩樟一级中型龙泉溪1143发电109大岩坑水库中型南阳溪1125发电、养殖、下游供水100.2瑞垟水库中型瑞垟溪1066发电为主，防洪、灌溉23.65泽雅水库中型戍浦江5713防洪、供水102成屏二级中型松阴溪1346发电为主，灌溉、防洪215成屏一级中型松阴溪5230发电为主，灌溉、防洪185东坞水库中型松阴溪1460供水、灌溉、发电52应村水库中型松阴溪2349发电79.6梧桐源水库中型松阴溪1658灌溉为主、结合发电53.2雅溪水库中型小安溪3000发电184上标水库中型小溪2159发电30.1英川水库中型小溪3731发电199双坑口水库中型小溪1470发电38左溪一级水库中型小溪1346发电90.2谢村源水库中型谢村源1473灌溉为主、结合发电47.2黄村水库中型严溪1845城市供水为主，发电150.7 通济堰，位于浙江省丽水市莲都区碧湖镇堰头村边，建于南朝萧梁天监四年（公元505年），距今已有1500年历史，是浙江省最古老的大型水利工程，1962年列为省级文保单位。2001年06月25日，通济堰作为南朝至清代古建筑，被国务院批准列入第五批全国重点文物保护单位名单。2014年通济堰成功入选世界灌溉工程遗产。整个水利工程，连同碑刻，是研究我国古代水利工程的珍贵资料。自宋元至清，历代多次续建整修。大坝拱形，长275米，宽25米，高2.5米，初为木条结构，南宋时改为石坝，是一个以引灌为主，蓄泄兼备的水利工程。通济堰的上游集雨面积2150平方公里，每天能拦入堰渠二十多万立方米，灌溉着整个碧湖平原中部、南部四万多亩粮田。古人因势利导在此筑坝拦水入渠，可使渠水由高向低自流灌溉整个平原。大坝在大溪与松荫溪汇合处的大港头向西500米处，弓形大坝弓脚南端在堰山山脚，北端在引水渠东岸大堤，大堤上植着数千株千年香樟，使大坝两端基脚更为牢固。同时，大溪从龙泉港下来的水流，在汇合处必定产生旋转，部分水流向西冲向拦水坝，可抵消松荫溪大水对大坝的冲力。这是通济堰拦水坝千年永固的原因所在之一。 古方塘，有1700多年，是瓯江流域最早有记载的水利工程。古方塘在浙江省缙云县胡源乡上宕村和上坪村附近的古方山顶上，海拔近1200米，是瓯江上游主要支流盘溪的发源地。古方塘修建于三国吴赤乌二年（239年），明永乐八年（1410年）八月十五日重修，有古石碑记载立于塘边。旧古方塘坝高约18米，长26米，蓄水量为10万立方米。1970年重修后，现为坝高38米，长130米，库容为128万立方米。主要灌溉上宕村、上坪村、蛟坑村和胡村等胡源乡的大半个乡，现在古方山脚建有冲击水力发电站一座，充分发挥了发电灌溉的综合作用。滩坑水电站，位于浙江省丽水市瓯江支流小溪中段，库区大部分在景宁畲族自治县，电站在青田县境内。滩坑水电站2004年10月31日，主体工程开工，2008年4月29日，滩坑水电站正式下闸蓄水。2008年8月15日，滩坑电站1号机组并网发电，2009年1月12日滩坑电站2号机组并网发电，2009年7月10日，滩坑电站3号机组并网发电，进入商业运行。滩坑水电站水库总容41.5亿立方米，电站装机容量60万千瓦，电站年发电量为10.35亿千瓦时。拦河大坝坝顶高程为171米，坝顶长506米，最大坝高162米，为华东第一高坝。紧水滩水库，位于瓯江上游云和县城北，集水面积2761平方公里，是瓯江干流水力资源开发的第一座工程，是一座以发电为主，兼有防洪、灌溉、航运及发展淡水渔业等综合效益的水利工程。1981年10月开工兴建，1986年6月大坝竣工。大坝水库总库容13.93亿立方米，装机容量30万千瓦。1988年6台机组全部投产，为华东电网提供25万千瓦的调峰容量和5万千瓦的负荷备用与事故备用容量，多年均发电量可达4.9亿千瓦时。水库面积达34.2平方公里，可增加养鱼面积4万亩。水库蓄水后使下游大溪流量得到调节，遇20年一遇洪水时可削减洪峰流量57%，对提高丽水市区及碧湖镇的防洪能力，保护丽水、碧湖两盆地7万亩农田发挥了重要作用。 石塘水电站，是瓯江流域最大的河床式中型水电站。是紧水滩水电站的二级电站，两站相距22公里。石塘电站在云和县境内，电站坝址以上流域面积3234平方公里，至紧水滩区间集水面积473平方公里；水库为河道型，总库容8300万立方米，进行日调节。电站装机总容量7.8万千瓦，多年平均年发电量1.89亿千瓦时。电站枢纽由拦河大坝、发电厂房、开关站、升压站和通航过筏设施等组成。大坝为混凝土重力坝，坝顶高程104.9米，最大坝高38.9米；坝顶总长255米。
河道整治设计应符合哪些要求
河道整治设计应符合的要求： 1、以流域综合规划及专业规划为依据。 2、具备社会经济、水文气象、河床演变、地形地质、相关工程和其他方面的基本资料。 3、兼顾干支流、上下游、左右岸利益，协调防洪、排涝、灌溉、供水、航运、水力发电、文化景观和生态环境保护等方面的关系。 4、对多沙或冲淤变化较大的河流，应深入分析河势变化和河床演变规律。 5、进行方案论证，选取技术可行、经济合理的整治方案。 6、贯彻因地制宜、就地取材的原则，积极慎重地采用新技术、新工艺、新材料。 以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
河床演变的影响河床演变的因素
河流河床演变的根本原因是输沙不平衡。 若上游来沙量与本河段的输沙能力不相适应， 本河段河床就要发生变形。上游来沙量大于本河段输沙能力时，水流不能将上游来沙全部输送走，部分泥沙就将在本河段发生淤积；上游来沙量小于本河段输沙能力时， 来沙量不能满足本河段输沙能力的要求， 从而将使河床发生冲刷。 河床纵向变形是由纵向输沙不平衡所引起， 横向变形是由横向输沙不平衡所引起， 局部变形是由局部输沙不平衡所引起。 河床冲淤使水流和泥沙条件发生了变化， 从而又会引起水流输沙能力的变化。 河床淤高使本河段断面减小， 比降增大、 流速增大， 床沙变细， 因而水流输沙能力逐渐增大，上游河段由于受本河段淤积的影响而产生壅水， 水深增大， 比降和流速都将减小， 水流的输沙能力也相应减小。 结果将出现上游来沙量逐渐减少，而本河段的水流输沙能力则逐渐增大， 因而淤积将逐渐停止。 反之， 河床冲刷使得本河段断面增大， 比降减小; 而上游河段断面减小， 比降增大。 结果使得上游来沙量增大， 本河段输沙能力减小， 终至达到输沙平衡， 使冲刷停止。 这就是河床和水流的 “自动调整作用”， 即在冲刷和淤积的发展过程中， 河床和水流进行调整， 通过改变河宽、 水深、 比降和床沙组成等使本河段的输沙能力与上游来沙条件相适应， 从而促使冲淤向其停止方向发展。 由于输沙不平衡所引起的河床变形是绝对的， 而输沙平衡使河床处于稳定状态则是相对的。 这一方面是上游的来沙情况总是不停的变化着， 将引起输沙平衡的破坏， 而河床上的大小沙体运动是始终存在的， 从而使河床经常处于不断变化之中。 影响河床演变的因素非常复杂， 主要的影响因素可概括为： 由于气候及流域等条件造成的来水量及其变化过程; 来沙量、 来沙组成及其变化过程; 河床形态和地质条件以及人类活动等。
黄河和长江的河床演变有什么区别
黄河下游的主要特征是强烈摆动游荡，严重淤积。前者使河道很难安全防护和利用；后者则使一切防护工程都不断被淤没和失效，使河床淤高到两岸地面以上，大大增加工程防护的困难和灾祸的严重性。因此，两者也是黄河灾难深重的主要根源.很明显，前者由横断面极为宽浅，主流极易摆动所决定；纵比降过陡，流速过大也加强河道游荡摆动。后者则是由断面太宽浅和纵比降偏小，两者相配合所形成的输沙能力偏小，不足以输走其大量来沙造成.因此黄河下游的主要基本问题是断面太宽浅，比降偏大，以及来沙多比降偏小，以致严重淤积等.其中来沙多，水少沙多历来已被人们关注，并认为是黄河问题的主要原因.可是，水少沙多并不一定就宽浅游荡、强烈淤积.如渭河、北洛河等，平均含沙量均比黄河干流大，但却不游荡、不淤积.同样断面积，黄河下游河宽只要能束窄15%，输沙能力就能加大30%，或者加大比降河道就可免遭淤积了.1 黄河为什么极其宽浅、强烈游荡河道形态的形成，关键是水沙冲淤什么地方，从而使河道向多汊宽浅或单股窄深发展.大水淤滩刷槽，小水淤槽，河性河型就在这两个相互矛盾过程的相互交替、相互低消、相互消长中形成、演化、塑造的.前者导向好河，后者导向坏河.对来水来沙如何塑造断面形态，60年代我们曾论述如下：“设想河道的实际输沙能力如图1的c线.(纵座标为输沙率Qs，横座标为流量Q和比降J的函数；J为定数时则f(J)为常数).河道的来水来沙关系线如果恰好和c线相合.则在各级流量下，都将大致保持平衡，河型也不致发生变化.这就是河道断面形态与来水来沙关系相适应的情况.如果来水来沙关系如d线所示，比c线为陡，则大水期将发生淤积，小水期将发生冲刷.我们知道，大水期淤积，应主要淤在滩地上，这样可使滩地易于淤高；小水期冲刷则只能发生于河槽中，有利于冲深河槽.因此d线所示的来水来沙将促使河道断面变得窄深，其实际的输水输沙关系线(c线)也将逐渐被调整到和d线相合.相反地，如果来水来沙关系如e线所示，即比c线平坦，则大水期将发生冲刷，小水期要淤积.大水期冲刷除了可冲刷河槽以外还有可能发生切滩改道；小水期淤积则会淤浅河槽.因此e线所示的来水来沙关系，将促使河道断面变得更为宽浅多汊.河道的输水输沙关系也将逐渐由c线变到与e线相合”，可见陡峻的来水来沙关系易造成窄深河道，如弯曲性河流.相反地，较平坦的来水来沙关系易造成宽浅河道，如游荡性河道.其中关键作用是小水期泥沙的淤槽作用.流入关中的四河，流量Q和输沙率Qs的关系Qs=KQm曲线如图2所示.各线斜率差异很大.黄河龙门最小，m=2.4，北洛河状头最大，m=5.5.断面的宽浅程度则正好相反，黄河干流极其宽浅，北洛河则是窄深的通航河流.将国内典型河流的m值和河性列如表1.可见m大于2.5的都发展成窄深蠕动性河道，m小于2.5则为宽浅游荡性河道.黄河下游的m值约为2，相应地发展成宽浅游荡河道.表中汉江下游和下荆江因受洞庭湖和长江顶托，大水期比降大大减小，相当于加大大水来沙量，易于淤滩，因此形成单股窄深河道.其m值改用Qs=K(QJ)m计算，J为比降。龙门、华县、状头、河津四站水沙和的m值为2.8，与汾河相同，应能造成窄深蠕动性河流，但因潼关卡口及其上汇流区的调节，将大水期泥沙滞蓄，到小水期才冲刷带下，使m值减小到2.1，见图3.黄河下游也发展成宽浅游荡的.永定河官厅卡口、辽河支流柳河闹得海卡口及其上汇流区也一样，能将大水泥沙转化成小水泥沙，淤坏下游河槽.河道也都是宽浅游荡的.自然滞洪水库大水期滞洪滞沙，洪水过后的小水期才将淤沙冲刷排出，含沙量极大.这是更强烈的将大水泥沙转化为小水泥沙的情况.其下游河槽也依次严重淤高变浅，滩地大量坍塌.闹得海水库，三门峡水库，官厅水库等都曾出现过这种情况.2 黄河下游纵剖面的形成黄河比降大于长江约10倍，在大江大河里是少见的.比降大，流速大，也是造成河道强烈游荡原因之一.这是河道淤积严重，上段淤得更多的结果.但即使淤成这样陡的比降，仍不足以输走全部来沙.故从输沙要求来说，黄河的比降是偏小的.2.1 泥沙淤积分选问题 黄河来沙中有大量的(约一半，见表2)冲泻质.除少部分可在滩面低速处淤下之外，大部分均能随水流直泻入海，到滨海才淤积下来.这是造成河长迅速延伸的因素.据报道，当前黄河大三角洲海岸线早在公元前6000年以前就淤成了，海平面高也不再变化多少〔1〕.虽然现在行水河口还在不断延伸，但延伸长度与总河长近800km相比，并不占重要地位.而且现黄河长度比过去从天津和苏北入海时都短很多.而大于0.1mm的粗颗粒在河南段就全淤下，输送不到山东(少量被细颗粒裹挟而下).可见大量冲泻质在很久以前就将黄河大三角洲前缘铺垫出去很远.正象水库淤积，细颗粒可以直送坝前，粗颗粒则在三角洲顶坡上淤落一样，不受坝前淤积的制约.纵剖面的形状与来沙的颗粒级配很有关系.2.2 河口不淤积延伸的情况 当前，黄河来沙的约1/5输送不过艾山，1/4送不过利津.不管河口淤积延伸与否，这些泥沙总要淤积下来.即使河口不再淤积延伸，河道仍将继续淤积，比降将陆续增大，淤积率也将陆续减小，直到不再淤积，达到不淤平衡为止.黄河的不淤平衡纵剖面如何定呢?图4中A线是1960年7月3000m3/s流量的水面线，是正在强烈淤积的.调整比降使黄河不再淤积，需将A线抬高加陡成B线，或将A线挖低加陡成C线.B、C线都是不淤平衡纵剖面，各地比降都能输走从铁谢下来的全部泥沙.B、C线如何绘制?图4中A线铁谢到花园口的比降为2.8/10000+，不淤平衡纵剖面比降应该再大些.不淤平衡纵剖面形成、且各地悬沙与床沙充分交换之后，含沙量、悬沙级配、床沙级配、糙率，流速都将沿程不变，比降也沿程不变(若考虑泥沙沿程磨损，河宽沿程变化，洪峰沿程坦化等，这些因素也会有些变化).粗估各段的不淤平衡比降如表3.陶城埠到利津估用1.8/10000，虽比当前实际大70%左右，但到不淤平衡时，利津含沙量将增加1/3(当前排沙比以75%计，若按1972年—1983年排沙比67%计，含沙量将增大1/2)，较粗颗粒的增大百分比还要多；不淤平衡比降自然要比现在大很多.表中采用1.8/10000，仅为铁谢到花园口比降的64%，应不算过大.计得纵剖面如表3.图4B线即按此并假定河口不再淤高而得，C线则是按花园口以上不再抬高画得的.由B线，即使河口不再淤积延伸，花园口以上还将淤高50 m多,才能达到不淤平衡.按目前堤内面积计，共可淤沙1400亿m3.以目前每年淤3亿m3，并按自然衰减到每年0.3亿m3才算平衡，将可继续淤千多年.这就是说即使河口不再淤积延伸，黄河下游仍然要长期淤积、大量淤积.2.3 黄河下游不可能形成不淤平衡纵剖面 从图4看，明显可见黄河下游就是因为河床过早铺垫过远以致比降偏小.将陶城埠以下铺垫过远的部分挖掉成c线，自然是不可行的.让A线逐渐淤成B线也行不通.首先，B线上段比A线高几十米，是自然和人力都维持不了的.过去堤高不过十多米，还要三年两决口，每次决口都要把大量河床泥沙冲出堤外，堵复后才能淤回，因而淤高冲深反复不止，终没有一处能隆之于天，构成平衡纵剖面.其次，由于河口还要往外淤，B线还要不断上抬，堤防只好跟着赛跑，不淤平衡纵剖面也终于不能形成.3 黄河下游为什么不断淤积明清年代，人们就认为黄河的不断淤积是海口不断淤积延伸的结果.靳辅力主开挖宿迁以下的黄河；阮元绘了《黄河海口日远运(河)口日高图》，明确表明河床淤高量与距河口远近的比例关系.50年代以后，人们继承这个论点，并进一步认为黄河下游的淤积是平行淤高的.然而上面已经指出，即使河口不再淤积延伸，河道还要大量淤积、长期淤积.因此当前的河口淤高不能成为河道淤高的必需条件或充分条件及原因.有学者认为〔1〕，黄河下游的不断淤积是地壳不断沉陷的结果.海岸线及海平面大抵在公元前6000年以前就决定了.地壳沉陷速率虽远比黄河泥沙淤积为慢，但在不行河的地带上，多年沉陷累积就能成大数.不过，黄河改入一个新洼地，大量来沙能很快把洼地填高，地壳沉陷的累积影响也很快减弱，再后就不占重要分额了.另外，河道测量如果真能按其理论要求，以海平面为准，且海平面是大抵不变的.则测得的淤高值就仅计其海拔的升高数.不再是因地壳沉陷而需填补的数值了.淤积总是输沙能力小于来沙量造成；黄河输沙能力过小是横断面过于宽浅和纵比降偏小造成.花园口断面平滩河槽宽深比B/H比长江大通断面大40倍，表称流量(QH=∑bH5/3)则仅为大通的7.5/1000，表称输沙率(QSH=∑bH8/3)更仅为4.2/10000〔2〕.前已述及，这是由于来水来沙搭配不良，小水来沙偏多而被小水淤坏的.黄河的比降偏小，则是由于泥沙沿程分选，大量冲泻质很早以前就把河道铺垫过长，较粗颗粒却不能很快在上段淤积较厚的结果.黄河来沙太多也是个问题，已为广大人们关注，而且只要河道窄深些，比降加陡些，不难全部排泄入海.80年代中以后，黄河来水来沙大幅度减少，中水河槽淤高迅速，显明地证明“黄河是被小水淤坏”的这个说法.亟应设法解决.4 结 论4.1 河道强烈游荡，是断面过于宽浅的结果 流域来水来沙搭配关系不良，指数m偏小，小水淤槽多，是河道宽浅的原因.比降大也对河道强烈游荡起促进作用.4.2 河道纵剖面的形成与泥沙沿程淤积分选关系很大 黄河来沙中的大量冲泻质很早以前就把三角洲外缘铺垫很远，造成了很长的河道.粗颗粒泥沙则主要集中在河道上段淤落，但始终不能形成不淤平衡纵剖面.因而从输沙来说，黄河的比降是偏小的.4.3 输沙能力由河道纵、横断面形态决定 黄河横断面极宽浅，比降偏小，两者配合而成的输沙能力，不足以输走全部来沙.因而严重淤积.4.4 黄河问题的主要原因是 a.来水来沙搭配不良，造成了极其宽浅的断面；b.大量冲泻质来沙很早以前就使河道延伸过远，比降偏小；c.来沙量过大三者.b项是人力不可挽回和克服的，c项是人们正在积极努力用水土保持及拦沙去解决的.a项则是我们历来希望用调水调沙，改造河性去解决的问题.用水库枢纽、引水工程等将小水调成大水，将小水泥沙转化成大水泥沙，或制止小水挟沙进入河段；加强大水淤滩刷槽过程，减弱小水淤槽过程，就能使河道逐步改造成窄深通畅，输水输沙能力增大，既便于兴修兴利整治工程，也减小河床淤积抬高速率，逐步达到根治的要求.4.5 80年代中以后的枯水系列 来水来沙大量减少，河槽淤积抬高迅速.亟应设法调度水沙，制止或减少小水淤积，改造河道，使河性向良好方向改进.
