含沙量对冲积河流河型的影响

摘要

黄河的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性河道形态,而淤积和游荡则一般多发生于中等含沙量条件下.一维模型揭示,这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.低含沙量时,水流是次饱和的,河道侵蚀占主导地位.含沙量较高时,水流的紊动结构造成的含沙量纵剖面变化、起伏可引起超饱和水流及泥沙淤积.在更高含沙量情况下,悬移质泥沙可造成乖向几乎为常数的含沙量纵剖面及快速的侵蚀和较慢的泥沙沉降速度.通过三维数值模型可以揭示,这些含沙量与河道形态有着密切联系.对于黄河游荡段的断面,在相对较低含沙量及给定河床坡度和典型流量条件下,河道形态也变成游荡型,主要的游荡过程是河道淤积形成水洼,接着河道分汉.高含沙水流期间的强烈侵蚀作用将水流限制在河道内,并且相应降低了水位比降,同时,沉降速度的降低也防止了河槽淤塞及分汉,这样,在阻止了河道游荡的同时,河道形态也被塑造成单一的弯曲型河道.