第三章碍航浅滩与浅滩演变分析.ppt

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1、第三章 碍航浅滩v主要讲解内容 第一节 浅滩及其成因 第二节 浅滩上的水流和泥沙运动 第三节 浅滩演变及演变分析方法第一节 浅滩及其成因v浅滩定义 航道水深达不到现有航道维护标准或确定整治目标的航道水深达不到现有航道维护标准或确定整治目标的局部河段，包括湖泊、运河、水网和通航渠道中的浅段。局部河段，包括湖泊、运河、水网和通航渠道中的浅段。河流纵剖面河流纵剖面 v浅滩分类按其土质组成分:石质浅滩、卵石浅滩、砂卵石浅滩、砂质浅滩、泥沙浅滩。第一节 浅滩及其成因v浅滩分类按浅滩所在地区分:弯道浅滩、分汊河道浅滩、支流河口浅滩、回水变动区段浅滩、湖泊水网区浅滩、潮汐河口浅滩 。第一节 浅滩及其成因v浅

2、滩分类 按滩形特征分:正常浅滩、交错浅滩、复式浅滩、散乱浅滩。v浅滩组成 组成图第一节 浅滩及其成因v浅滩的形成 是由于河段输沙不平衡而产生的局部淤积。除此之外还有其它的原因吗？v造成输沙不平衡的原因 流速的减小 环流的减弱或消失 洪枯水的流向不一致 局部地区来沙量的加大第一节 浅滩及其成因第二节 浅滩上的水流和泥沙运动v浅滩上的纵向比降和流速滩顶水深小比降较大滩顶水深大比降较小浅滩：洪淤枯冲rrrrrgHUgULHaJ2tan222 环流:表面流速指向凹岸,流速增大,冲刷河岸;底部流速指向凸岸,流速减小,淤积河岸;v 泥沙运动浅滩上的推移质泥沙运动，多是以沙波方式进行的。涨水时，沙波运动较慢

3、，落水时沙波运动较快。水文年内：洪淤枯冲浅滩上：汛期可能有悬移质淤积v 环流环流分布图第二节 浅滩上的水流和泥沙运动第三节 浅滩演变及演变分析方法 浅滩演变是指浅滩随水流运动和来水来沙条件而发生的变化。v影响浅滩演变的主要因素来水来沙条件大小：流量大、沙量小，易冲刷；流量小、沙量大，易淤积。过程：沙峰先出现，浅滩少淤、不淤、冲刷；反之则淤积较大河床边界条件 河床平面形状的束窄、放宽，河床纵向的局部升高、降低，边滩的尺度、部位、形状，河床组成颗粒的粗细，沙波的尺度。上下游河段演变的影响 浅滩上游水流动力轴线的变动，影响浅滩河段主流摆动；下游河段的演变只在某种程度上加强、减弱演变强度，不会使浅滩发

4、 生根本性变化。v浅滩演变的基本规律1.浅滩的稳定性和活动性：浅滩不会自行消失2.浅滩演变的年周期性：洪淤枯冲，滩顶年内平均值波动3.浅滩演变的多年周期性：与极端水文条件有关 第三节 浅滩演变及演变分析方法目的目的 掌握浅滩演变的规律，区别影响浅滩演变的主要因素和次要因素，预测浅滩的发展趋势。浅滩演变预测的方法浅滩演变预测的方法 （1）对天然河道的实测资料进行研究分析；（2）应用泥沙运动和河床演变的基本原理，进行变形计算，预测河床的冲淤变化；（3）运用河工模型试验进行预测 v浅滩的演变分析方法浅滩的演变分析方法演变分析资料演变分析资料 地形资料、水文泥沙资料第三节 浅滩演变及演变分析方法 水深

5、是反映浅滩冲淤变化的最基本资料，也是航道维护、水深是反映浅滩冲淤变化的最基本资料，也是航道维护、疏浚和整治工程规划设计的重要依据。常利用浅滩的水位疏浚和整治工程规划设计的重要依据。常利用浅滩的水位与水深关系反映浅滩冲淤变化。与水深关系反映浅滩冲淤变化。（1）多年水位水深关系图）多年水位水深关系图 图3-9 浅滩水位-水深关系 v浅滩的水深分析浅滩的水深分析 第三节 浅滩演变及演变分析方法（2）历年枯水期浅滩冲淤变化）历年枯水期浅滩冲淤变化 浅滩的水深分析浅滩的水深分析 第三节 浅滩演变及演变分析方法（3）浅滩逐日水位水深关系）浅滩逐日水位水深关系 浅滩逐日水深关系图 a)涨淤落冲；b)涨冲落淤

6、浅滩的水深分析浅滩的水深分析 第三节 浅滩演变及演变分析方法相对水深：设计水位以下的水深。H-实测水深-实测水位与设计水位之差，图1-17 浅滩水位与相对水深关系图 图1-18 相对水深换算图 ZHH（4）浅滩水位与相对水深关系）浅滩水位与相对水深关系相对水深相对水深:实测水位实测水位实测水位实测水位H H水深水深ZZ=实测水位设计水位实测水位设计水位设计水位设计水位设计水位设计水位090090090 退水时浅滩冲刷退水时浅滩冲刷，退水时浅滩不冲不淤，退水时浅滩不冲不淤，退水时浅滩淤积，退水时浅滩淤积第三节 浅滩演变及演变分析方法1）河段深泓线变化）河段深泓线变化 v浅滩形态的演变分析浅滩形态

7、的演变分析2）浅滩平面变化）浅滩平面变化 3）浅滩纵断面变化）浅滩纵断面变化 4）浅滩横断面变化）浅滩横断面变化 第三节 浅滩演变及演变分析方法 水力、泥沙和河床形态沿程变化分析水力、泥沙和河床形态沿程变化分析图图3-18 水流、泥沙和形态因素沿程分布水流、泥沙和形态因素沿程分布1-水面宽度沿程分布；2-水面比降沿程分布；3-流速沿程分布；4-含沙量沿程分布；5-底沙粒径沿程分布；6-挟沙力沿程分布v 浅滩演变的综合分析浅滩演变的综合分析第三节 浅滩演变及演变分析方法 水力、泥沙和河床形态沿平面变化的分析水力、泥沙和河床形态沿平面变化的分析 图图3-19 水流、泥沙和形态因素平面分布水流、泥沙和形态因素平面分布 第三节 浅滩演变及演变分析方法 水力、泥沙和河床形态过程变化水力、泥沙和河床形态过程变化 图图3-20 浅滩脊断面水流、泥沙和形态因素过程线浅滩脊断面水流、泥沙和形态因素过程线 1-水面比降过程线；2-水面宽度过程线；3-水位过程线；4-含沙量过程线；5-挟沙力沿程分布；6-滩脊高程过程线；7-底沙粒径沿程分布；第三节 浅滩演变及演变分析方法上边滩下边滩下深槽上深槽尖潭倒套(沱口)上沙嘴下沙嘴沙埂返回滩脊上深槽断面浅滩断面下深槽断面返回凹岸凸岸凹岸凸岸