冲积河流河型自然分类方法研究

借鉴植物分类学、动物分类学的理论和方法,提出了河型自然分类方法,并基于河流地貌学理论进行了逻辑推理。在地球内力一定的条件下,冲积河流河型是由河道水流对河道的侵蚀、堆积、不侵蚀不堆积3种作用过程所形成的;冲积河流河型是由冲积河流输沙平衡的状态过程所形成的。     

冲积河流河床综合稳定性指标研究

根据河床演变理论,利用已有的基本公式,导出了冲积河流河床绝对稳定应满足的水沙床无量纲数（量）条件,由此建立了由水沙床因素构成的实用冲积河流稳定程度函数公式。基于该公式建立了冲积河流河床综合稳定性指标以及对应的河型判别准则,然后利用黄河下游11年资料和渭河部分资料进行了初步验证。计算表明,建立的冲积河流河床综合稳定性指标以及对应的河型判别准则是合理和有效的,可以利用该判别方法预测大型河流因水沙条件改变而导致的河型变化趋势。     

砂质河床与砾石河床的河型判别研究

砂质河床与砾石河床在水力学特征与泥沙运动特征方面都有较大差异，由此导致了河型特征的差异。本研究以世界上近200条河流的资料为基础，在建立同时适用于砂质与砾石河床河型判别统一关系方面进行了尝试。以水流切力、河流功率以及无量纲切力Sd/D50来表示水流强度，而以宽深比和无量纲河宽来间接反映河岸约束性，从而在一定程度上克服了河岸约束性难以定量表达的困难。研究发现，上述水流强度变量和河岸约束性变量的组合关系，在具有不同河型的砂质与砾石河床之间表现出较大的差异，从而实现了对砂质河床与砾石河床河型的定量判别，得到了一系列的沙质与砾石河床河型的判别关系。     

长江中下游冲积平原河流河型分类及其形态指标

长江中下游干流全长1800公里,流域面积80万平方公里,支流众多,其一级支流和集水面积在0.5万平方公里以上的河流有62条。依据河道平面形态特征,将其河型划分为顺直型、弯曲型、蜿蜒型和分汊型河道。表达河流型态指标的主要因素有;河宽B,步长L,转折角α。根据B/L与α的关系可得出长江中下游冲积平原干支流的河型分类及形态指标,分汊型河流的B/L平均为0.239,弯曲型河流的B/L平均为0.165。而蜿蜒型河道的B/L值则在很大幅度内变化,这是因为蜿蜒型河道断面较为窄深,变形较慢,B/L值很小(如长江下游平均为0.21),对河宽较大、变形较快的蜿蜒型河道,B/L值平均为0.45。就长江干流而言,上荆江属弯曲型,下荆江属蜿蜒型,城陵矶以下的中下游河段属分汊型。     

含沙量对冲积河流河型的影响

黄河下游泥沙输送的机理随含沙量的变化很大。黄河下游的河道一般呈游荡型或弯曲型，显著特点是在低含沙量和高含沙量条件下都存在着强烈的河道侵蚀及游荡型河道形态，而淤积和游荡则多发生于中等含沙量条件下。一维数值模型揭示了某些河床形态可能与泥沙密度的垂向层状分布及其阻碍沉降效果有密切关系。泥沙含量不大的情况下水流是次饱和的，流速呈对数曲线分布，泥沙容重呈层状分布，次饱和水流造成河床冲刷和弯曲型河道；高含沙水流情况下，水流的紊动结构造成的含沙量纵剖面变化，形成超饱和水流；在更高含沙量（10—100kg／m^3）情况下，悬移质泥沙可造成垂向几乎为常数的宙沙量纵剖面及对数流速分布。这些可以由泥沙引起容重效应的IDV模型进行验证，而河道形态变化可由3D模型模拟。河流形态模拟揭示了在相对低含沙水流中形成游荡型河道，主要是由于河道淤积、壅水、分汊形成新流路造成。当存在高含沙水流时，河床受到冲刷，水位降低，大堤约束河道，从而减小了游荡强度。另外，落淤速度的降低造成河道淤积减弱，形成冲刷，结果高含沙水流却形成了弯曲型河道。     

塔里木河干流河型分类及判别模式研究

将河型从稳定到不稳定进行分级量化,采用多元线性回归分析法建立了河型判别式,对塔里木河干流河型的计算表明,阿拉尔站属游荡型河段,新其满站属过渡型河段,英巴扎站以下河段属于弯曲型河段,计算值和量化值吻合较好.与塔里木河干流河道演变与整治研究成果的对比表明,新疆干旱内陆河与内地湿润地区河流的河型成因及河道演变规律在本质上是一致的.     

黄河下游河型分类与判别模式研究

利用黄河下游11年资料的计算表明,本文在前人研究成果的基础上,根据泥沙运动基本理论、河床演变基本原理以及河流输沙强平衡概念建立的,以实用冲积河流稳定程度公式为理论和计算依据,由模糊聚类分析和判别分析方法构成的黄河下游河型分类与判别模式,可以为小浪底水库运用后黄河下游河型的分类与判别提供有力的理论依据和具体的计算方法,同时,也对其它冲积河流河型的分类与判别有一定的借鉴作用。     

现有冲积河流河型判别式及其功能的研究

通过研究国内外现有的河型判别式及其建立的过程,结合河型研究的出发点和归结点认为,理想的河型判别式应该同时具有河型判别、河型预测和河型控制三项功能,河型判别、河型预测、河型控制应该采用同一种表达式。为了使河型判别式同时具有三项功能,唯一的办法是依据河型成因建立河型判别式。河型成因问题不解决,河型判别、河型预测和河型控制问题不可能达到根本的解决。     

河型成因研究

不能用某些河性作为河型成因。决定冲积河流河性河型的是来水来沙条件和外加的边界条件;后者主要指变动的侵蚀基面。不同的来水来沙关系对滩、槽的冲、淤部位不同,导致河槽向单股窄深或向多汊宽浅发展,从而形成不同的河型。用Q=k(QJ)~m 表示来水来沙关系,m>2.5的形成单股窄深蠕动河道,m<2.5的形成多汊宽浅游荡河道。但若来沙偏小,单股窄深蠕动河型因裁弯后新、故河长期并存而派生成多汊窄深蠕动河型,多汊宽浅游荡河型也因支汊不易冲淤而派生成多汊宽浅蠕动河型。故河型可分为四类。冰冻使小水期输沙能力增大,河床易冲而河岸较稳定,相当于使m值加大。因此长期冰冻易于发展成单股窄深蠕动河道。     

河型分类

依据河流的平面形态和稳定性——河床边界的稳定性与河流地貌的稳定性,可将天然河流划分为固定顺直微弯河流,稳定顺直微弯河流,不稳定顺直微弯河流,固定弯曲河流,稳定弯曲河流,不稳定弯曲河流,固定分汊河流,稳定分汊河流和不稳定分汊河流.     

冲积平原河流河型稳定性指标分析

影响河道形态的外部提流域产水产沙的数量及过程对河段的作用。内部条件则是该河段地理地貌特征对上游来水来沙的适用，它们的相有成某一种定形态的河流。     

冲积河流河床稳定性综合指标

冲积河流河床稳定性指标在实践中是判断河流泥沙运动强度、沙丘运动引起的河床变形强度和划分河型的依据。河流动力学研究成果表明,河床纵向稳定性取决于河道纵向水流输沙能力,而纵向水流输沙能力与纵向水流参数成比例。类比于纵向稳定性与纵向水流参数的关系,认为横向稳定性与横向水流参数成比例,以及河床稳定性综合指标取决于纵向稳定性与横向稳定性的对比。经推导,得到了反映水流动力因素、河床几何尺寸和边界特征的河床稳定性综合指标一般表达式。根据天然河道和模型小河的河型资料,确定河床稳定性综合指标。该指标反映了河床综合稳定性且可以用来进行河型判别。     

基于协调发展度的冲积河流的河型判别式

借鉴社会与经济或环境与经济的协调发展理念,利用长江、黄河等12个河段的实测资料,研究了河型的影响因子对河型的影响权重,建立了河流系统的协调发展度判别式,用来判断冲积河流的河型.研究认为:河流边界条件对河型的影响大于来水来沙条件;弯曲河流的协调发展度大于游荡河流和过渡河流.根据协调发展度大的河流比协调发展度小的河流稳定有序,可以为冲积河流的河型分类与判别提供有力的理论依据和具体的计算方法.     

三峡水库建成后下荆江河型变化趋势的研究

三峡水库建成后，长江中下游河道将遭受长河段、长时期冲刷，河床河性会发生很大的变化。那时各河段的河型是否仍能保持，特别是最为关心的下荆江蜿蜒性河型能否维持，这对防洪和航运是非常重要的。本文在研究丹江口水库下游汉江弯曲（蜿蜒）河段的长期冲刷后的河床变形和河型是否变化以及荆江裁弯后下荆江中的蜿蜒性变化能够维持的基础上，结合三峡水库修建后的长期冲刷过程中，下荆江水沙及河床变化特点，较深入地研究了影响河型变     

澜沧江源扎那曲莫云段河型判别初步分析

澜沧江源地处青藏高原唐古拉山北麓,比邻长江南源当曲,人迹罕至。为了进一步认识澜沧江地貌特征、尤其是河流地貌,得出河流地貌演化、河床冲淤演变的一些基础资料,通过实地考察,采集数据与图像,结合现有河型判别方法,对澜沧江西源扎那曲莫云河段的河型进行判别。结果表明:莫云河段河道边界约束较弱、河床稳定性较差,在顺直-弯曲-分汊-游荡的河型分类体系中,各家判别式一致判定莫云河段为游荡河型;在顺直-弯曲-辫状的河型分类体系中,则一致判定为辫状河型;最后结合国内的河流特点和主流分类体系,可以确定莫云河段属于游荡河型。实地考察资料和河型的判别,可为进一步研究澜沧江源的河流地貌提供参考。     

河型及河流时空自塑模型研究

介绍了国内外在河型成因及相互转化判别指标方面的研究现状、常见的研究手段以及河流时空自塑模型试验研究方法的设计思路和特点,然后分析了河流时空自塑模型模拟河流自然发育的效果。结果表明:河流时空自塑模型可以很好地模拟冲积平原形成过程中河型的自然发展规律;在不同的水沙条件下,河流自然发育情况及周期性调整规律基本相同;河流时空自塑模型结合了河流自然模型以及微尺度模型的优势,通过模型试验不仅可以进一步深化认识黄河下游冲积性平原的形成与发展,而且可为未来水沙条件大幅变化后黄河下游不同河段河型可能发生的调整趋势提供参考。     

河型研究综述

河型成因及转化是河流工程学中的一个基本问题,本文结合历史和现状,介绍了自1906年以来近百年河型研究中河型分类、河型成因、转化机理及判定指标、理论及假说和新方法应用等研究成果及进展,并指出了河型研究的趋势和待解决的问题。     

冲积河型形成条件的探讨

水流塑造河槽 ,河槽约束水流是河流演变的基本特点。本文分析了河槽形态与河流弯曲率的关系 ,结果表明弯曲率大的河流都具有窄深河槽 ,宽浅河流总是顺直的。河槽横断面形态对河流的演变过程起到了控制作用 ,是河流形成不同的平面形态的必要条件。不同的水沙组合虽然相差很大 ,但只要形成窄深河槽就可能发展成弯曲河流。     

冲积河流河型控制的模糊聚类方法在黄河下游应用

根据河型成因的输沙平衡程度理论假说和水沙项输沙平衡程度公式,用水沙项数作为河型控制的控制指标量,以花园口到夹河滩河段为例对控制指标量取值,采用模糊等价矩阵聚类方法对黄河下游花夹河段河型控制结果进行验算。冲积河流河型控制的模糊聚类方法在黄河下游花夹河段的应用结果表明,在水沙项数可以控制的条件下,河型是可以得到控制的。     

河道边界条件对河型形成影响的概化试验研究

河道比降、床沙组成是河道边界条件中影响河型形成的最主要因素.通过概化模型试验对河道比降和床沙组成影响河型形成的规律进行了深入的研究.研究成果表明,在其他初始条件一样的情况下,不同比降对河型形成影响较大,随着比降增大,河槽宽深比增加,河道向不稳定河型方向发展.同样,在其他初始条件一样的情况下,不同床沙组成对河型形成也有影响,随着床沙粒径变细,河槽宽深比增加,河道向不稳定河型方向发展.这与我国大江大河所显示的规律是一致的.