弯曲型河道
正反相间弯道段和介乎其间的过渡段连接而成的河道
由正反相间弯道段和介乎其间的过渡段连接而成的河道。一般弯曲型河道平面形态如概述图。
具体定义
概述图中具有一定曲率的部分称弯道段,凹岸为深槽,凸岸为边滩;连接上下两弯道的直线段称过渡段,即浅滩段;R为弯道中心线的弯曲半径,1/R为曲率;弯道段自进口至出口所包含的中心角称弯道中心角()、上下两过渡段中点间弯道中心线的长度与两点间直线长度的比值称弯道的曲折系数;相邻两反向弯道外岸线之间的垂直距离称弯道的摆幅();两相间弯道的弯顶距离称弯顶距()。
弯曲型河道的外形与河流两岸土质组成密切相关。易冲刷土质的河段弯道可自由发展成蜿蜒形,如中国长江的下荆江河段就是典型的蜿蜒型河段;在抗冲性较强的地区多形成弯曲半径较大的缓弯;如受局部边界条件限制,弯道可形成锐弯。
成因
弯曲型河道的成因有多种解释,通常以河床与河岸的相对可动性来说明,认为在河岸冲刷速度大于边滩下移速度,且河漫滩有足够宽度的条件下,才会形成弯曲型河道。河流基本上处于纵向输沙平衡状态,河床不发生急剧的冲淤变化,有利于维持弯道的存在;年内流量变幅小,有利于顶冲点的稳定;洪水时水流挟带的细颗粒泥沙有利于边滩的淤高等,也是形成弯曲型河道的有利条件。
特性
弯道环流是弯曲型河道的重要水流特征之一。表层含沙量较小的水流在弯道环流作用下不断流向凹岸,而底层含沙量大的水流不断流向凸岸,形成横向输沙不平衡。再加上纵向水流对凹岸的顶冲作用,使凹岸冲刷,冲刷下来的泥沙又被底部横向水流带向凸岸,从而形成凹岸不断崩退,凸岸边滩不断淤长延伸的演变特征。
由于弯曲型河道一般都处于输沙平衡状态,凸岸淤积主要来自凹岸冲刷,凸岸淤长和凹岸崩退在数量上接近相等,因此,弯道在变形过程中,能维持河床的宽深比基本不变。
弯曲型河道在凹岸崩退和凸岸淤长的过程中,河床的平面变形并不是均匀分布的。由于主流经常靠近弯道凹岸下半部,此处环流强度较大,崩岸严重,结果使得弯曲半径变小,中心角增大,河道加长,整个河道呈现向下游蠕动的趋势。
在土质易冲地区,随着弯道发展,河道愈来愈弯曲,最后可能形成很长的河环,由于弯道的起点和终点的直线距离很短,洪水漫滩时,产生很大的比降,容易在弯颈处冲开并扩大为新河,而老河则逐渐淤断成牛轭湖,这就是自然裁弯。必要时也可进行人工裁弯。
若土质不均匀,使弯道发展受到限制时,会形成曲率较大的锐弯,水流不畅,将可能发生凹岸撇弯和凸岸切滩现象。
曲率适当的弯曲型河道冲淤变化小,河形规则,水流平顺,滩槽水深相差不大,在河道整治屮常常以此作为标准。过度弯曲时,崩岸强度大,而且泄水不畅,增加洪水灾害,对航运和取水工程也不利,这时就需要进行整治。
参考资料
最新修订时间:2022-10-24 22:43
目录
概述
具体定义
成因
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