河床演变基础知识-桥涵水文学

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：河床演变的现象千变万化，尤其平原河流更为复杂，引起河床演变的原因也是多种多样各不相同，但是最根本的原因则为输沙的不平衡。引起河床演变的原因不同，其变形发展的速度也不相同。河床演变从河流形态的变化形式来看，可分为纵向变形和横向变形两种。人类活动对河床演变也有巨大影响。这种河床演变，也属于河床的纵向变形。河床的土质和比降。

河床演变的现象千变万化，尤其平原河流更为复杂，引起河床演变的原因也是多种多样各不相同，但是最根本的原因则为输沙的不平衡。任一河段或河段的局部地区，如果上游的来沙量恰好与水流挟沙能力相适应，形成输沙平衡，则河床不冲不淤，处于稳定状态；如果上游来沙量小于或大于水流挟沙能力，则形成输沙不平衡，河床将发生冲刷或淤积。河段的水流条件和来沙条件总是随时间而不断地变化，同时，河床的冲淤变化又会引起水流和来沙条件的相应变化；因而输沙平衡使河床处于稳定状态，是暂时的、相对的，而输沙不平衡引起河床不停地演变，是经常的、绝对的。任一河段的河床，都是时刻处于发展变化状态中，河床的断面形状和比降，都是随时间不断变化的。

当河床因外界条件变化而出现冲刷后，过水断面逐渐增大，同时床面粗化，粗糙程度增加，流速随之减小，水流挟沙能力降低，使冲刷过程减缓，趋向输沙平衡；对于淤积河段，也有这种促使变形逐渐减缓而趋于停止的情况。冲积河流的这种现象，称为冲积河流的自动调整作用。自动调整作用促使河床变形趋于停止，使输沙不平衡趋向输沙平衡，也只是暂时的，相对的，输沙不平衡仍然是经常的、绝对的。

引起河床演变的原因不同，其变形发展的速度也不相同。有些河床演变的发展是长期的、缓慢的，例如河流发育成长性的变形，在很长的年代中才能明显地表现出来，在桥梁工程中一般不予考虑。但有些则发展很快，甚至一次洪水河床形态就完全改观，对桥梁等建筑物影响很大，必须充分重视。

河床演变从河流形态的变化形式来看，可分为纵向变形和横向变形两种。

河床的纵向变形是指沿水流方向河床高程的变化，亦即河流纵断面的变化，是河流纵向输沙不平衡引起的。河流上、中、下游发育成长性变形，一般是缓慢的，只有小河流的上游河源附近，可能出现较快的下切和侵蚀。局部河床的周期性变形，是由于洪水期和枯水期或丰水年和枯水年冲淤不同而引起，在细沙河床中变化幅度可能很大，但多年平均高程变化不大，其变化幅度随河床土质而异。

人类活动对河床演变也有巨大影响。例如人工构造物上游的壅水区内河床淤积，水坝下游的清水冲刷使河床逐年下切；流域水土保持措施对河流泥沙数量的控制作用，将直接影响下游河床的冲淤变化。这种河床演变，也属于河床的纵向变形。

河床的横向变形是指河湾发展、河槽扩宽、塌岸、分汉、改道、裁弯等河床平面形状的变化，是河流横向输沙不平衡而引起的。例如河湾螺旋流使凹岸冲刷而成深槽，凸岸淤积形成沙滩，河湾逐年发展，曲率不断增大，以至河湾相互靠近，窄颈处被冲决，河流自然裁弯取直，然后又开始了新的河湾发展过程。图6-10为下荆江尺八口河湾发展示意图。河道中修建丁坝等挑流构造物时，对河床的横向变形也有很大影响。(https://www.chuimin.cn)

影响河床演变的因素很多，主要有下列三个方面：

（1）流域的产沙条件（上游来沙条件）。由于流域内有大量的细粒泥沙被水流冲入河道，河水的含沙量很大，而且年内径流的分布又不均匀，致使河床形态发生显著的季节性变化。

（2）流量的大小和变化（上游来水条件）。河流的水力条件是随流量而变化的，流量越大，水流挟沙能力就越强，流量变化越大，泥沙运动和河床变形就越剧烈。一年四季随着流量的变化，河床形态也随之发生季节性的变化。

（3）河床的土质和比降。河床土质决定河床抵抗冲刷的能力，土质坚实的河床较为稳定，变形缓慢；而土质松软的河床容易冲刷，变形急剧。河床比降大，水流急，易冲刷；而比降小，则水流缓，易淤积。

pagenumber_ebook=152,pagenumber_book=146

图6-10　河湾的历史变迁

河床演变基础知识-桥涵水文学

相关推荐