第八章河流侵蚀与沉积.ppt

1、第八章河流侵蚀与沉积的工程地质研究,西安科技大学地质与环境学院2009.2,基本要求：掌握河流侵蚀与沉积的基本概念。了解河流力学特征、河流侵蚀沉积规律、河流工程地质问题分析和河流的开发与整治等内容。,课程内容：8.1 基本概念及研究意义 8.2 河流水动力学特征 8.3 水流对河床的作用及河床的稳定性 8.4 河床演变的某些基本规律 8.5 河流工程地质问题分析 8.6 河流开发整治的一般原则,8.1 基本概念及研究意义,河流的侵蚀、沉积作用：是河流地质作用的重要形式，是改变地形最重要的地质作用之一，两者既相互依存又相互制约，此长彼伏。河流搬运作用：介于侵蚀与沉积作用之间的过渡过程。换句话说，

2、侵蚀与沉积作用平衡时，河流地质作用以搬运为主。河流的变化与发展是水流与河床相互作用的结果。,8.1基本概念及研究意义,8.1 基本概念及研究意义,水流特征：河水水位、流量、流速场、水流结构(流态)以及含砂量等；河床特征：河床河岸组成物质特征、河床坡度及河床平面、断面几何形态等；水流作用于河床,使河床发生变化,河床又反作用于水流;使水流结构发生变化,二者既相互依存,又相互作用,从而推动着河流不断地变化和发展。水流、河床的作用方式：泥沙交换。（1）通过泥沙的淤积使河床升高;（2）通过泥沙的冲刷使河床降低。,8.1基本概念及研究意义,研究意义：1.研究河流地质作用具有重要的工程地质意义。河流地质作用

3、（侵蚀、沉积、搬运）及其产物（松散堆积物、下切、坝基渗漏、砂土振动液化等）：（1）影响着建筑物的安全、经济和正常使用；（2）威胁着河流工程（如桥墩、港口）淤塞，降低其效能。河流改造工程（在河流上修建水工建筑），由于改变了河流的侵蚀、搬运、淤积规律及其环境因素，便会产主不同程度的环境地质问题，特别是一些大型水工建设，如三门峡水库、龙羊峡水库等。,8.1基本概念及研究意义,2.了解河流地质作用的规律，对指导工程建设具有重要的地质意义。如修建一个港口，首先要正确地确定港址。港址选择除了考虑国民经济建设的需要以及陆域条件外，还必须调查过去地质历史时期所形成的冲积物特征，并论证相应的工程地质问题,还必须

4、弄清河道的冲淤变化规律，尽可能选择冲淤变化不大或冲淤变化正朝着有利于港口建设方向发展的地段建港，如果不能满足要求，应制订整治的措施。,8.1基本概念及研究意义,课程内容：8.1 基本概念及研究意义 8.2 河流水动力学特征 8.3 水流对河床的作用及河床的稳定性 8.4 河床演变的某些基本规律 8.5 河流工程地质问题分析 8.6河流开发整治的一般原则,一、河水水流的紊流特征河水水流一般都是紊流。其最基本的特征是，即使在流量不变的情况下，流场中任一点的流速和压力也随时间呈不同规则的脉动（图8-1）。由图可知,任一时刻的流速可表示为：式中V为瞬时流速；为时均流速；V为脉动流速。在恒定流中，V不随

5、时间而变,且V的时均值为零，即，式中，T为时间段。,8.2 河流的动力学特征,研究表明，水流中某点的最大瞬时流速Vmax和最小小瞬时流速Vmin之间的关系为即有：式中：K是比例常数，相当于该点瞬时流速V在足够长时间间隔中，偏离它的平均流速 的均方差与V的比值，即K/,其值与雷诺数Re有关，介于0.1-0.5之间，若取K=0.1，则各流速之间的关系为：,8.2河流的动力学特征,此外，紊流具有扩散性质,使水层之间产生能量、动量和质量的传递。紊流中作脉动的不是单个水质点，而是相互有关的水质点聚合成的水团。水团有大有小，并且在运动中不断地分裂聚合，随着这些变化，水团的大小也不断地发生变化。这样的水团一

6、般称为紊流漩涡。紊动漩涡和脉动流速是密切联系着的，脉动流速大的紊流漩涡尺寸也大，反之亦然；但大尺度紊动漩涡的脉动频率低，小尺度脉动频率高。,（8.6）,水流是泥沙运动的动力，水流流速场和水流紊动有密切关系，水流挟带泥沙更是靠着水流中紊动漩涡的支持才能维持其悬浮状态。水流的平均流速并不均匀。流速在靠近水面处最大，向河底均匀地减小，在靠近河底的一层中减小到最大流速的40-50。近河底处仅十分之几毫米的薄水层中，流速才急剧地减小，此层称为边界层。河底处流速近于零。土石颗粒直径一般比边界层的厚度大得多，故它总受到流速相当大的水流作用（图8.2）。,8.2河流的动力学特征,河流中,河床表面高低不平,在突

7、出床面的泥沙颗粒后面,水流会发生不同程度的分离,在分离面上卷起漩涡（图8-3a）,因而,河床周界都是产生紊动漩涡的场所。在河床周界附近一旦产生漩涡,其顶部旋转分速与当地水流流速方向一致；而底部则相反（图8-3b），由此形成的流速水头生了向上的压差,使漩涡离开河底上升.与此同时，漩涡还被水流带向下游。这样，来自河底的漩涡逐渐扩散遍布全部水流，是整个水流都具有紊动的特征。漩涡在河床周界刚产生时,其尺度受到空间的限制,在上升过程中直径逐渐扩大。大尺度漩涡挟带泥沙进入主流区,是泥沙悬浮的主要动力。,二、主流和副流河流中的水体存在着多种方向的运动。水流沿着河槽总方向的流动称为主流，它一般是在重力作用下产

8、生的，在流动过程中，水流的流线是基本平行的，水流的流速向量也是互相平行的，且都平行于河槽的轴线。副流是在水流内部产生的一种大规模的水流旋转运动。在这种流动中，流线大多呈封闭曲线，副流有时在主流的边缘上流动,有时则与主流叠加在一起,使整个水流呈螺旋式的前进运动。副流与紊动漩涡不同。紊动漩涡一般尺度较小,并且常常是没有规则的,而副流一般规模较大，而且它们的位置和影响范围都比较固定。副流可以由重力所引起,也可以由其它作用力(内、外力)所引起,它是引起泥沙横向输移的主要动力，是形成河槽形状多样化的重要原因。对泥沙运动和河床演变影响较大的副流主要有离心力副流、摩擦力副流和异重流。,8.2河流的动力学特征

9、,当水流发生局部变形时,会产生分离现象,在分离面上将出现摩擦力,在这个力的作用下形成的副流,称为摩擦力副流。河床纵剖面和横断面突然变化处所产生的副流就是由摩擦力所引起的。摩擦流通常不叠加在主流上,而是在与主流相接触处作封闭曲线运动。由于水流中含沙量或含盐量分布不均匀,引起水流中不同地区的重率差异,水流会从重率大的地方流向重率小的地方,这种副流称为异重流。它通常出现在水库、引水渠和船闸引航道等处,对这些地区的泥沙运动和河床演变有重要的影响。副流包括常见的横向环流,而横向环流则具有多种成因,离心力副流只是其中的一种.,8.2河流的动力学特征,三、横向环流在弯曲河道中水流作曲线运动，因此，它受到惯性

10、离心力F的作用,这种力的方向指向水流流线的外法线方向,其数值可表示为式中，m的质量；V为水质点的纵向流速；R为水质点运动迹线的曲率半径。由于离心力的作用，自由水面的平衡状态遭到破坏，因而水面将相应的调整，凹岸水位升高。从而形成横向水面比降(图8-4)。根据水体的横向动力平衡条件,可以推得横比降Jy的计算公式为:式中:U为垂线平均流速；g为重力加速度:r为流线曲率半径:a0为流速分布不均匀系数,一般情况下a0接近于1.0.,8.2河流的动力学特征,如只要求平均的横比降,则可用下式式中：U为断面平均流速;R为平均曲率半径。由于沿y轴的不同水柱,其垂线纵向平均流速U和曲率半径R均不相同,因而Jy也不

11、相等,放整个断面上的水面线不是一条直线，而是一条曲线。在弯曲的河道中，水柱所受的力有离心力F、水压力差P和底部摩擦力T，且有：,8.2河流的动力学特征,摩擦力T数值较小，可以近似忽略不计。分析离心力F和压力差p可知,F与V2成正比，而V沿水深分布不均匀,自河底向水面增大，故离心力F自河底向水面增大；而压力差p与横比降Jy成比例,Jy沿水深不变,故p也沿水深不变（pJy pwg，pw为水的密度；g为重力加速度）。F与p二者合成的结果,上层水体所受的力指向凹岸,发生向凹岸的流动,而下层水体所受的力指向凸岸，发生向凸岸的流动,结果形成一个封闭的环流(图8-5a)，环流与主流配合起来,使河道中的水流呈

12、螺旋状前进图8-5b)。这种环流当凹岸在右侧时为顺时针方向,凹岸在左侧时为逆时针方向。,上述原因,在凹岸往往被冲刷而形成深潭,而在凸岸接受堆积而形成浅滩,从而使同一水流断面上既有侵蚀作用有又沉积作用。而且河床也发生了侧向移动，凹岸不断后退，突岸不断前进，使河流的蛇曲愈来愈发育.这种现象在平原河流中是屡见不鲜的.,8.2河流的动力学特征,横向环流作用的结果,使蛇曲发育的平原河流中总是深槽和浅槛交替出现(图8-6).而由基岩组成河床的山区河流,河床中深槽的形成原因则要复杂得多,它固然与横向环流的作用有一定的关系,但更主要的是取决于当地的地质结构及岩性条件,往往在断裂带、裂隙密集带以及软弱岩体分布的

13、部位出现深槽,给水工建筑物的施工和地基处理造成困难。,8.2河流的动力学特征,在北半球,无论是南北向河流，还是东西向河流都是指向右岸的，从而形成倾向左岸的横比降，右岸冲刷，左岸堆积，而在南半球则反之（8-7）。这种力作用，使得平直河段也可产生不对称的顺时针方向横向环流。而在河湾地带，离心力和科氏力则相互影响,从而使环流加强或削弱。实际上,因水文条件和河底地形不同,横向环流比较复杂。由于横向环流的存在,由水面至深度的水流有较大的速度,侵蚀河床，从深处向上升的底流速度小，使泥沙淤积。即横向环流的存在使得水流在同一时间内，既有侵蚀作用又有淤积作用,结果造成河曲；而河曲又反过来加强横向环流。,8.2河

14、流的动力学特征,横向环流还可由地球自转所产生的科里奥利(Coriolis)力作用所形成。地球自转时不同纬度上各点转动的线速度不同。对河流产生的惯性力(即科氏力)在赤道处最大。,课程内容：8.1 基本概念及研究意义 8.2 河流水动力学特征 8.3 水流对河床的作用及河床的稳定性 8.4 河床演变的某些基本规律 8.5 河流工程地质问题分析 8.6河流开发整治的一般原则,一、水流对河床的作用1.侵蚀作用 河流侵蚀作用是由多种因素决定的,如河床岩体的强度、河水含砂量等,但更主要的因素是河水的流速。假设凸出于河床中的岩体高度为h,宽为b,长为l(图8-8),河水流速为V,则垂直于流向的断面上,岩体所

15、受水动压力P为:式中:为与水流状态有关的系数,可实测。可见，流速V的大小对水动压力P的大小起很重要的作用,而河水含砂量的多少取决于河水密度w的大小。,8.3 水流对河床的作用及河床的稳定性,岩体受水动压力的作用,有可能沿其底面(图8-8中虚线所示)滑动破坏,此时由水动压力P引起的可能滑动面上的剪应力为：若岩体抗剪强度为s,如果s时,岩体遭到侵蚀破坏，由上面的公式可导出临界流速Vcr。,对于整体的硬岩体来说,内聚力C是很大的,故当bh的情况下，侵蚀临界流速Vcr也很大,是天然河流最大流速远远达不到的数值,因此,自然河流不可能侵蚀完整的岩体,只能沿着岩体内聚力很小的裂隙进行侵蚀.,8.3水流对河床

16、的作用及河床的稳定性,以上在推导Vcr公式时,假定水流方向垂直于冲刷面。若流向与冲刷面有一偏角,此偏角换算出实际流速V在垂直于冲刷面方向的分速,然后再与Vcr相比较,以判断凸出岩体是否被冲刷掉。在水工建筑物和桥梁建筑中研究河床的冲蚀深度问题具有实际意义。如坝后冲刷坑可能影响到大坝以及其它水工建筑物的稳定性。,以上讨论的是由坚硬岩体组成的河床侵蚀问题.关于由松软土组成的河床侵蚀原理,基本上与侵蚀坚硬岩体的河床相同。但由于土的抗剪强度远小于岩体,且土在水中物理力学性质往往容易恶化,所以土的Vcr值较小,而且它与侵蚀作用的关系也相当复杂。而对于无粘性的砂土、砾土等的侵蚀问题,实际上是搬运作用的问题。

17、因为这类土体没有内聚力,只要水流能推动土粒移动或悬浮,也就使之遭到侵蚀破坏。,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,2.搬运和沉积作用河流能否搬运水流中的土石颗粒，起决定作用的因素仍然是河水的流速。搬运方式有两种：一种是流水使砂砾等沿河底推移；另一种则是细小物质在水中呈悬浮状态移动，称悬浮。砂砾在河床中受流水作用，假设颗粒为球状，直径为d，则由式（8-10)可知其所受到的水动压力为：而砂砾滚动阻力T为：,式中:f为滚动摩擦系数；M为颗粒质量。M=(-w)d8/6为颗粒密度。如P=T，则土颗粒处于极限平衡状态，此时的水流流速称为推移临界流速Vcr，亦即由松散土构成的河床的侵蚀冲刷临界速度。,8.

18、3水流对河床的作用及河床的稳定性,由 有：如Vcr以m/s为单位,d以mm为单位,则根据实际观测有:当d400mm,在进行工程地质调查时,可根据上式估计流速,或根据流速估计粒径。当水流流速很大时,原来在河底推移的土石颗位相互碰撞而跳跃,甚至离开河底面悬浮移动。当水流垂直向上的流速分量为U时,浮力P为颗粒发生悬浮，需要克服其重力Q：当P=Q时,土石颗拉开始悬浮,此时垂直向上的水流分速称为悬浮临界分速Ucr,即：,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,河流中的紊流,其瞬时流速V与垂直分速U大体成正比,由实验可得：则可得悬浮临界流速 即有：综上，三种作用主要取决于其流速的大小，而流速随时间和空间不断

19、地变化着（从上游到河口流速不同；在一个断面的不同部位也有变化）。因此，三种作用是密切联系的，在不同的地点，因具体条件差异而有不同的表现，其结果便形成了不同的侵蚀和堆积地貌。值得指出的是，由于各种副流的存在，使河流作用的过程更加复杂化。,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,二、河床稳定性1.造床流量在天然河流中，水位、流量等均是不断变化的，在研究河床演变和从事工程规划设计时，往往需要有确定的水位和流量作为依据；为此，提出了造床流量的概念。目前，广泛使用的方法是采用平滩流量作为造床流量。所谓平滩流量是指当水位达到河漫滩或边滩滩缘高度时的相应流量。这是因为当水位达到这一高度时,水流的造床作用最大，

20、水位再升高，造床作用不仅不增强，反而会有某些削弱。,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,2.河床稳定性指标在河床演变研究中,有时并不需要对河床变形作出精确的定量计算,只要求对河床的稳定性作出一般性的评价,这时应用河床稳定性指标十分方便。1)纵向稳定性指标 河床的纵向稳定性决定于水流对泥砂颗粒的作用力与河底泥砂抵抗运动的力之间的关系,故纵向稳定性指标可表示为：式中,为水流切力；cr为泥沙起动切力。上式,可以改写成不同的形式:,式中，V为平均流速:Vcr为临界推移流速；H为平均水深；J为河流水面纵比降，d为河床泥沙粒径。,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,式(8-24)称为洛赫金公式,如d以

21、mm为单位,J以mm/m为单位().我国河流的一些资料为：长江荆江弯曲型河段K1=2.94.1；黄河高村以上游荡型河段K1=0.310.43；黄河高村以下过渡性河段K1=0.420.54。(2)横向稳定性指标 河流横向稳定性多根据河床的横向变形结果来分析。如阿尔杜宁公式为:式中：Q为造床流量；B为相应于造床流量的河宽；J为相应于造床流量的水而纵比降,K2应愈大愈不稳定,我国一些河流的K2指标为：长江荆江弯曲型河段K20.641.15；黄河高村以上游荡河段K2=2.235.41。,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,(3)综合稳定性指标 将纵向稳定性指标与横向稳定性指标联系在一起,即得综合性稳

22、定指标。如黄河游荡性指标：式中：Bt为最大洪水河宽:B为平滩河宽.Q为一次洪峰上涨幅度；Q为造床流量（平滩流量）；T为洪峰历时。根据长江及黄河资料有：K310 游荡型河段；K30.3 非游荡型河段；0.3K310 过渡型河段,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,3、河相关系式处于平衡或准平衡状态的河流,其河床形态与流域来水、来砂条件和河床边界条件之下最适宜的河床形态，因此，它对于预测河床变形、规划河道整治工程都具有重要的意义。(l)河床纵剖面的河相关系一些人认为,河床纵比降与河床沙粒径间存在一定关系,如阿尔杜宁根据中亚河流资料得到d=4710J0.9(8-27)式中：d为床沙粒径,以mm计；

23、J为河床纵比降,以百分率计。对黄河干支流求得J=3.5d1.3(8-28)对长江荆江段求得J=3.86d2.181(8-29),8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,另一些人认为流量是塑造河床纵剖面形态的主要因子,如雷布金根据苏联俄罗斯河流资料得出J=0.00378/Q0.35(8-30)式中：Q为平均流量,以m3/s计(2)河床横断面的河相关系河床宽度与深度也有一定的河相关系,可用下式表示KB0.5/H(8-31)同样，K值愈大河床愈不稳定.如：黄河下游游荡性河段K=20-4，黄河下游弯曲性河段弯曲部分K=2-6，长江荆江弯曲性河段K2-4。,8.3水流对河床的作用及河床的稳定性,课程内容：

24、8.1 基本概念及研究意义 8.2 河流水动力学特征 8.3 水流对河床的作用及河床的稳定性 8.4 河床演变的某些基本规律 8.5 河流工程地质问题分析 8.6河流开发整治的一般原则,一、河床演变的规律性河床演变是指河床在自然或在人工干扰时所产生的变化。主要包括河床在垂直和水平方向上的位移、河床的形状尺寸的改变等。如，河床因冲刷而下切，因淤积而抬高；河流一岸冲刷，另一岸淤积而在平面上摆动；河床中各种泥沙冲积物在水流作用下的移动和变形等。河床演变是水流与河床相互作用的反映，而这种相互作用是通过它们之间的泥沙交换来实现。受紊动水流特征制约。河底是泥沙交换的场所，若冲刷掀起的颗粒平均数等于沉积到河

25、底的数量,则泥沙交换是平衡的，不会产生单向的河床变形；如交换不平衡，就会产生单向的河床变形，或冲刷或淤积。河床演变过程是水流与河床这对矛盾自动调整的过程，通过河流的输沙能力来实现。水流的输沙能力是指在一定的条件下水流所能输送的泥沙数量，它决定于水流的特性和水流中挟带的泥沙颗粒的性质。它与各要素之间的关系通常表示为：,8.4 河床演变的某些基本规律,式中：0为水流的输沙能力,即饱和含沙量(kg/m3）；V为水流断面平均流速(m/s)；为悬移质泥沙平均沉速(m/s);K为实测系数(kg/m3)。水流的输沙能力与流速的立方成正比。任一河段，在一定水流和泥沙条件下，水流具有一定的输沙能力。如果上游的来

26、沙量与这一输沙能力相适应，则水流处于输沙平衡状态，水流与河床间的泥沙交换将达到平衡，此时河床既不冲刷，也不淤积。反之，水流处于输沙不平衡状态，水流与河床之间的泥沙交换是不平衡的，河床将发生相应的冲刷变化当上游的来沙量大于水流输沙能力时，水流中过多的泥沙颗粒逐渐淤积，使河床淤高；当来沙量小于输沙能力时水流中不足的泥沙数量将逐渐自河底得到补充，使河床冲深。,8.4河床演变的某些基本规律,河床的冲淤变化使水流和泥沙条件改变,又引起输沙能力的改变,从而又形成新的冲淤特征。可见,河床的冲淤变化起因于输沙平衡的破坏。而河床冲淤变化又是向着恢复输沙平衡的方向发展的，这种水流与河床的自动调节作用制约着河床演变

27、过程的基本规律。对于山区河流、平原河流及潮汐河流,由于水流和河床因素皆不相同,因而其河床演化规律也是截然不同的。潮汐河流是河流汇入海洋的区段。在此区段内，兼具有河流和海洋的动力因素,形成了特殊的自然条件,产生了独特的河床演变过程。以下对山区和平原河流的侵蚀、沉积规律加以讨论。,8.4河床演变的某些基本规律,二、山区河流的侵蚀、沉积规律山区坡面陡峻、岩石裸露、径流系数大、汇流时间短，因而河流洪水暴涨暴落，河流的流量变幅很大。加之河谷断面狭窄，调蓄能力低，河流水位变幅也很大，洪枯水位差可达数米、数十米不等。河流水量的补给主要来自暴雨径流，因而洪水期历时短，枯水期历时长，缺少稳定的中水期。山区河流的

28、泥沙主要来自汛期暴雨的冲刷，平时极少。含泥沙量的大小主要取决于流域特征，当流域岩石风化强烈、植被覆盖少时，含泥沙量自然较高，甚至在山洪暴发时形成泥石流，山区河流主要为水流下切，堆积很少，河床多为基岩，仅宽谷出处有卵石和砾石堆积。,8.4河床演变的某些基本规律,河谷的平面形态与地质构造及基岩性质有密切关系，因构造和岩性的差异，平面上河谷经常呈狭谷段或宽谷段相间的藕节状外形，而河谷宽窄处的冲积物特证也不相同，一般宽谷处阶地发育，有河漫滩、心滩等，山区河流纵剖常呈上凸曲线型，同时，由于沿河构造和岩性的差异，存在许多折点。山区河流水面坡降大，绝大多数都超过1,比降沿程分布极不均匀，因而河水流速较大，一

29、般2m/s，在某些急流河段，流速高达7-8m/s，但在缓流河段上，流速也有小于1m/s的。由于河床形态极不规则，河水流态十分紊乱，流象极为险恶。由于河床上存在急弯等局部障碍物，这些地方往往产生较大的横比降，引起较强的横流。山区河流挟带的泥沙多为细砂、粉砂和粘土,而河床的组成多为基岩、卵石和块石，二者性质迥然不同。因此，悬移质含泥沙量一般处于不饱和状态，挟运的泥沙都可看作冲泻质。山区河流河床多为基岩构成，仅在宽谷段有局部淤识，且主要为漂石和卵石。因颗粒较粗，只有在较大洪水时才能起动，加上流速沿程变化的不连续性，因而推移质运动具有间歇性。,8.4河床演变的某些基本规律,总的说来，山区河流由于河谷比

30、降陡、平均流速高，水流具有较大的输沙能力，且远大于其实际的输沙量，故为侵蚀性河床，河床变形以下切为主。又因山区河床抗冲蚀能力很强，河床下切速度极其缓慢。因此，在一般工程问题中，可以认为基本上是不变的，即当成固定河床看待。但在某些河段内，在特殊的水文条件和边界条件下，河床中也会产生卵石和泥沙堆积，并在水流作用下产生显著的冲淤变形。如峡谷与宽谷相间地段的宽谷河床中可形成浅滩,汛末水位回落,河床刷深,从而产生以年为周期的冲淤变化.此外,山区河流还常因某些特殊外部因素作用,使河床产生剧烈冲淤变化。如地震、山崩、滑坡等地质作用,能在极短时间内将大量物质推入河中,堵塞河床,剧烈地改变上下游水流情况,从而引

31、起河床的急剧变化。泥石流挤压主流通道，也会引起河床剧烈变化。,8.4河床演变的某些基本规律,三、平原河流的侵蚀、沉积规律大中型河流的中下游多流经广阔冲积平原地区，这类地区坡度平缓，土壤疏松，降水后径流系数小，汇流时间长。洪水的起涨和回落都比较平缓，持续时间也较长。故平原河流虽然流量较大，但流量和水位的变幅较小，具有稳定的中水期。平原河流来沙量主要是流域表面的土壤侵蚀，且主要集中在汛期几个月内，特别是来自几次较大的洪水过程。对不同年份而言，一般水量较丰年份带来的泥沙量也较大。河流含沙量视流域的土壤、植被和水土保持情况不同而有很大的差别。平原河流以沉积作用为主，在河谷中形成了深厚冲积层，水流在冲识

32、层中流过，塑造自己的河床形态。冲积层一般较厚，可达数十米甚至数百米。纵剖面上，平原河流多为下凹的曲线，没有显著的台阶状变化，但由于水流与河床相互作用，常出现波浪状起伏状态，沿程深槽与浅滩相间；横断面上平原河流形态视不同河段而异，在顺直过渡段多为对称抛物线形或矩形，在弯曲河段弯顶多为不对称三角形或抛物线型，在分叉河段中则为W形，而散乱河段则极不规则。,8.4河床演变的某些基本规律,平原河流水面比降小，一般在千分之一以下，甚至有不到万分之一的，因而水流平均流速也不大，一般在2-3m/S以下。水流流态平稳，仅在一些局部地段会出现回流、横流等流态，但强度通常不大。河流中悬移质泥沙以砂、粉粒和粘土颗粒为

33、主；推移质泥沙多为中、细砂，只有出峡谷不远处才有一些小卵石。推移质运动以沙波形式进行。平原河流河床演变主要表现为河床循环性的往复变形，特别是河床的平面变迁和河床中泥沙堆积体的运动变化。由于河床均由中、细砂等松散物质组成，在水流作用下很容易发生变形，因此，平原河流冲淤变化较快，冲淤变化幅度也较大。地上悬河是平原河流的特殊类型，我国黄河下游便是典型的地上悬河。所谓地上悬河是指河床高于其两岸地面的河流。这种河流的河床具有典型的易变性特点，使河道不断摆动，形成变动的蛇曲带，地上悬河地区沉积物在平面上往往呈网状分布规律，由较粗的细砂粒和粗粉粒组成的蛇曲带相沉积物呈现条带状分布的特点。而由细粉粒和粘粒组成的泛滥洼地相沉积物则被蛇曲分割为块状。在剖面上，则呈现蛇曲带相沉积物和泛滥洼地相沉积物交替重叠分布。,8.4河床演变的某些基本规律,课程内容：8.1 基本概念及研究意义 8.2 河流水动力学特征 8.