河流侵蚀和淤积的工程地质(专业教育)课件.ppt

1、Ch6 河流侵蚀和淤积的工程地质研究n1概述n2河流的动力学特征n3岩土的临界流速及河床的稳定性n4山区和平原河流侵淤作用的某些特征n5与河流侵淤作用有关的工程地质问题n6河流的开发与整治1学习幻灯1概述n1.河流作用n河流的侵蚀和淤积是改变地表形态最重要的地质作用之一。侵蚀与淤积作用的相互消长，促使河床不断演化。当侵蚀与淤积作用处于暂时平衡状态时，河流的地质作用以搬运为主。n天然河流总是处在不断的发展和变化中。2学习幻灯平原地区的弯曲性河流，凹岸不断冲刷，凸岸不断淤积，曲率半径不断减少，凹线不断扭曲，最后产生自然截弯。以后又重复以上演变过程。如：长江河道的变迁，黄河九曲现象当在河流上兴建了各

2、种工程建筑或进行疏浚、整治后，河床的演变和发展将更加剧烈和迅速。如：河流上游兴建大型水库后，水库回水将产生泥沙的淤积，水库下游将引起河床的冲刷。3学习幻灯2.河流的变化与发展n水流特征要素：n水位n流量n流速n水流结构n含沙量n河床特征要素：n河床平面和断面的几何形态n纵横坡降n组成床底及床岸的物质（包括各种岩土或泛指泥沙）4学习幻灯n水流作用于河床，引起河床变形，而变化了的河床又反作用于水流，使水流速度和流态发生变化，两者既相互依存，又相互制约，从而推动着河流不断地变化和发展 n水流与河床的相互作用通过两者间的泥沙交换来实现的。n通过泥沙的淤积作用使河床升高n通过泥沙的冲刷作用使河床降低n例

3、如对某一河段来说，当水流中的泥沙落于河床的总量小于河床中的泥沙进入水流中的总量时，则该段河床产生侵蚀；n相反，则产生淤积。n可以认为：河流的侵淤作用以及由此而引起的河床演变规律，是水流与河床的动平衡不断发展变化的结果。5学习幻灯3.研究河流地质作用的工程地质意义n研究河流地质作用具有重要的工程地质意义，因为河流作用直接或间接地对工程建筑物产生不利的影响。n河流的现代地质作用直接影响着建筑物的安全、经济和正常使用。6学习幻灯（1）侵蚀作用n直接威胁着河流工程的稳定性n如：桥墩、堤坝7学习幻灯（2）淤积作用n可使河川和河岸建筑物降低效能n如：港口淤塞，水库淤塞8学习幻灯水工建筑物对河流的影响n在河

4、流上游修建水工建筑物，由于改变了河流的侵蚀、搬运、淤积规律及其它环境因素，会产生不同程度的环境工程地质问题，对工程的适宜性和生态环境起着极其重要的作用。n我国江河纵横，流域面积在100Km2以上的河流有5000多条，为了合理开发和智力河流，切实做到兴利除害，研究和掌握河流的侵淤规律很有必要。9学习幻灯2河流的动力学特征n一、河流的紊流特征 n1.层流和紊流n(1)层流：水质点作井然有条、互不混杂的运动 n(2)紊流：水质点作不规则的相互混杂的运动 n河道水流一般都是紊流，基本的特征：即便在流量不变的情况下，流场中任一点的流速和压力随着时间呈不规则的脉动。n过水断面上某一点瞬时流速的大小和方向均

5、随时间呈不规则的变化，它是促使河床土石侵蚀搬运的根本因素。10学习幻灯2.时间平均流速n定义：在某一足够长的时间间隔内，任一点瞬时流速的平均值称为时间平均流速 n特征：在河流过水断面上各点的时间平均流速不同n规律：在河流断面的中上部最大，下部及两侧最小，其余部分介于两者之间11学习幻灯(a)河道纵向流速剖面 (b)横断面等速线图 12学习幻灯3.泥沙运动的动力n水流是泥沙运动的动力，水流挟带的泥沙靠着水流中紊动旋涡的支持，维持其悬浮状态。n在天然河流中，河床表面高低不平，在突出床面的泥沙颗粒后面，水流会发生程度不同的分离，在分离面上卷起旋涡。n河床周界都是产生紊动旋涡的场所。在河床周围附近一旦

6、产生旋涡后，在顶部旋转分速Vr与当地水流流速方向一致；而底部则相反。13学习幻灯3.泥沙运动的动力n由此形成的流速水头差产生了向上的压差，使旋涡离开河床上升。n与此同时，旋涡还被水流带向下游。n来自河底的旋涡逐渐扩散遍布全部水流，使整个水流都具有紊动的特征。n旋涡在河床周届刚产生时，尺度受到空间的限制，在上升过程中，直径逐渐扩大。n大尺度旋涡是挟带泥沙离开河床进入主流区，使泥沙悬浮的主要动力。14学习幻灯二.主流和副流n1.主流n水流沿着河槽总方向的流动n一般在重力作用下产生，在流动过程中，水流的流线基本平行，水流的速度向量互相平行，且平行于河槽的轴线15学习幻灯二.主流和副流n2.副流n在水

7、流内部产生的一种大规模的水流旋转运动。n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，有时与主流叠加在一起，使整个水流呈螺旋式的前进运动n副流由重力引起，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。16学习幻灯三.横向环流 n根据水流所围绕的旋转轴方向不同，可以分为纵轴、横轴、斜轴及竖轴副流四类。n纵轴副流的意义最大，其旋转轴与河流总方向一致，这种副流又称横向环流。n造成横向环流的原因很多，诸如地球自转引起的科氏力、河道水位涨落、离心力的作用等。n弯道河流水流离心力作用是最主要的原因。17学习幻灯惯性离心力Fn在弯曲河道

8、中的水流是作曲线运动的，因此，它受到惯性离心力F的作用，这种力的方向指向水流流线的外法线，其值为：2mvFrm为水的质量；v为水质点的纵向流速；r为水质点运动迹线的曲率半径 18学习幻灯单位质量水体的离心力fc n单位质量水体的离心力fc：2cvfr19学习幻灯横向水面比降Jyn由于离心力的存在，自由水面的平衡状态遭到破坏，因而水面将作相应的调整，凹岸水位升高，凸岸水位降低，从而形成横向水面比降 n由水体的横向动力平衡条件来推导 20学习幻灯21学习幻灯取厚度为1，宽度为dy的一个微小水柱，分析其横向动力平衡情况。当二维恒定环流时，水柱横向所受的力有：离心力F；水柱两侧压力差P（指向凸岸）；水

9、柱底部摩隙力T，因T值很小，可以略去不计。水柱横向动力平衡方程为F P=0 （12-3）水面横向比降Jy为：20yUJgrU为水深H上的断面平均流速；0为流速分布不均匀系数 22学习幻灯因0一般接近于1.0，故上式可近似写成 2yUJgr2UPr23学习幻灯河流横比降形成及水体横向动力平衡图 24学习幻灯离心力fc和压力差P沿水深H的变化是不同的。离心力与水流纵向流速平方（v2）成正比；而v沿水深分布不均匀，自河底向水面增大，故离心力亦自河底向水面增大；压力差与水面横向比降成正比或与U的平方成正比，U与v不同，它是v在水深H上的平均值，即在一定条件下不随水深而变，故压力差沿水深不变。两者合成的

10、结果，上层水体所受的合力指向凹岸，因此发生向凹岸流动；下层水体所受的合力指向凸岸，因此发生向凸岸的流动。结果在弯曲河道上形成了横向环流。这种环流叠加在主流上，使水流呈螺旋式前进运动。当凹岸在河流右侧时，环流呈顺时针方向；在左侧时则为逆时针方向。25学习幻灯水流规律n横向环流的形成使得水流的流速在同一横断面上表现出具有一定规律的变化。n在凹岸表流下沉转为底流的部位，由于重力作用，水流流速递增，易将泥沙带走，形成侵蚀深潭，同时使凹岸不断向外侧后退n在底流上升为表流部位，则要克服重力，水流流速递减，易于造成凸岸淤积，形成浅滩，同时使凸岸不断向河床推进。26学习幻灯水流规律n水流流速的上述变化规律是河

11、流在同一断面上既有侵蚀又有淤积的一个极为重要的原因。n横向环流作用的结果,使河曲发育的平原河流中深槽和浅槛交替出现。27学习幻灯横向环流营力n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。n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。n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。南半球则相反。28学习幻灯3岩土的临界流速及河床的稳定性n一、临界流速 n从动力学观点看，水流作用于河床岩土上的推移力及上托力大于岩土的强度（如岩土的摩阻力和内聚力）时，将发生侵蚀和搬运作

12、用。否则，河床不会遭受侵蚀而形成淤积。n组成河床的物质抵抗水流作用的能力与组成河床的岩土类型、岩土物理力学性质、土的颗粒组成、土颗粒大小和形状等有关。29学习幻灯一、临界流速n1.侵蚀临界速度Ucrn(1)水动压力Pn(2)剪应力 n(3)侵蚀临界流速Ucr 30学习幻灯202UPh l 0是水流的不均匀系数，可实测；为水的密度(1)水动压力Pn假设凸出于河床中的岩体高度为h，宽为b，长为l，水流速度为U，其流向与hl面垂直，则岩体所受水动压力P为：31学习幻灯水流对凸出于河床中的岩体侵蚀示意图 32学习幻灯在P作用下引起的可能滑动面（bl面）上的剪应力为 202PUhblb若岩体抗剪断强度S

13、为 S=C+tg C为岩体内聚力；为作用于剪断面上的正应力，主要与被剪断岩体的质量有关；为岩体的内摩擦角(2)剪应力33学习幻灯当s时的水流速度，称为侵蚀临界流速Ucr 021()crbUCtgh对于坚硬完整的岩体来说，其内聚力C很大，故当bh时侵蚀临界流速很大，约为50-150rn/s。天然河流的流速很少大于10m/s，因而坚硬完整的岩体不可能遭受水流的侵蚀。但强度低或裂隙发育的岩体，将会遭受侵蚀作用。(3)侵蚀临界流速Ucr34学习幻灯一、临界流速n2.推移临界流速Ucrn(1)水动压力Pn(2)滚动摩阻力T n(3)推移临界流速Ucrn(4)实测临界流速Ucrn(5)搬运颗粒分类n(6)

14、流态与流速关系35学习幻灯(1)水动压力P无粘结的卵、砾和砂粒，在水流作用下其起动条件是不同的。假设直径为d 的球状颗粒，所受的水动压力P为：22024UPd36学习幻灯(2)颗粒滚动摩阻力T 3()6Tf m gfgd f 为滚动摩擦系数；m为颗粒质量；为颗粒密度 37学习幻灯(3)推移临界流速Ucr当P=T 时，颗粒处于极限平衡状态，此时的水流速度称为推移临界流速 Ucr04(1)3crgUfdd 38学习幻灯(4)实测临界流速Ucr当d临界推移流速Ucr，颗粒将沿河床滚动或滑动，这时被搬运的颗粒叫做推移质b.当水流流速U临界推移流速Ucr，颗粒停留于原地，形成淤积c.当水流速度较大时，可

15、使沿河床移动的颗粒离开河床，悬浮于水流中，这时被搬运的颗粒叫做悬移质 40学习幻灯(6)流态与流速关系据研究，土颗粒的悬移与水流纵向流速的铅直分量有关。河流中紊流的平均流速U与其铅直分速，大体上是成正比的。据实验所得 1220U41学习幻灯由此可知，直径为d 的颗粒的悬移临界流速Ucr 为其推移临界流速Ucr 的12-20倍 Ucr=（12-20）Ucr 理论与实践都表明，水流流速的微小变化就会引起其冲刷能力的显著改变。由于紊流流速具脉动特征，因而不同粒径的土粒在水流中的状态与水流流速之间的关系可用图表示(6)流态与流速关系42学习幻灯土粒直径与其临界流速的关系43学习幻灯二、河床的稳定性n目

16、前，还没有理想的表征河床演变规律的理论公式。大多数研究者是根据实际观测和试验所总结的经验公式，分析水流要素与河床要素之间良经验关系，从宏观上对河床的稳定性作出概略的评价。n1.纵向稳定指标k1n2.横向稳定指标k244学习幻灯1.纵向稳定指标k1由于水流流速与河床纵坡降有关，一般常用河床泥沙的粒径与河床坡降之比来表示河床的纵向稳定性 501dKJK1为河床稳定性指数；d 50为无粘性土的平均粒径（mm）；J 为河床坡降（mm/m）45学习幻灯1.纵向稳定指标k1K1越大，则河床越不易被侵蚀冲刷。实际资料表明，当K115-20时，河床基本稳定，仅在洪水期可以有一些泥沙移动当K15时，河床泥沙在平

17、水期也有移动当K1l时，河床极不稳定如黄河下游秦厂至柳河口一带，K1约为0.4，该段属游荡型河段；长江中游荆江段的K1约为5，显然比黄河下游稳定得多 46学习幻灯2.横向稳定指标k2由于影响河床横向变形的因素比较复杂，大多数由于影响河床横向变形的因素比较复杂，大多数研究者不从直接影响因素出发，而根据研究者不从直接影响因素出发，而根据河床横向河床横向变形变形结果来分析其稳定性结果来分析其稳定性。47学习幻灯2.横向稳定指标k2阿尔杜宁（阿尔杜宁（C.T.AIITyHH）公式）公式 0.220.5BJKQK2为横向稳定指标；Q 为造床流量，是对河床形成作用最大的流量，实际应用中常以平滩流量（水位达

18、河漫滩或边滩滩缘高度时的相应流量）表示；B为与造床流量相应的河宽；J为造床流量时水面坡降 48学习幻灯2.横向稳定指标k2K2值越大越不稳定黄河下游秦厂至高村一带为极不稳定的游荡型河段，K2=2.07 5.41长江荆江弯曲型河段比前者稳定得多K2=0.64 1.1549学习幻灯4河流侵淤作用的某些规律 n水流与河床的相互作用决定河流侵淤作用的规律n不同地区的河流，水流及河床特征不同，河流的侵淤作用以及由此引起的河床演变规律亦各异n据此大致可将河流分为n山区河流、平原区河流和潮汐河流三类50学习幻灯山区河流与平原河流n河流的上游地区一般多位于山区 n河流的下游及河口地区一般多为平原 51学习幻灯

19、一、河床演变的规律性n河床演变是指河床在自然条件下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的位移、河床的形状和尺寸的改变等。n河床演变是水流与河床相互作用的反应，这种相互作用通过它们之间的泥沙交换来实现。n河底是泥沙交换的场所52学习幻灯一、河床演变的规律性n若冲刷掀起的颗粒平均数等于沉积到河底的数量，则泥沙交换是平衡的，不会产生单向的河床变形n如果交换不平衡，产生单向的河床变形，或冲刷或淤积。n河床演变过程是水流与河床之间自动调整的过程。n这种调整是通过输沙能力来实现的。53学习幻灯水流的输沙能力n指在一定条件下水流所能输送泥沙的数量，取决于水流的特性和水流中挟带的礼尚往来颗

20、粒的性质54学习幻灯gRvk30水流的输沙能力0水流的输沙能力,即饱和含沙量(kg/m3)v 水流断面平均流速(m/s)R 过水断面水力半径(m)悬移质泥沙平均沉速(m/s)k 实测系数(kg/m3)55学习幻灯一、河床演变的规律性n水流的输沙能力与流速的立方成正比。任何一个河段，在一定的水流和泥沙条件下，水流具有一定的输沙能力n如果上游来沙量与这一输沙能力相适应，则水流处于输沙平衡状态，水流与河床之间的泥沙交换达到平衡，河床不冲刷，不淤积。56学习幻灯二、山区河流的侵淤特征n1.山区地理特征n坡面陡峻n岩石裸露n径流系数大n汇流时间短 n结果n河流洪水暴涨暴落n流量变幅很大57学习幻灯二、山

21、区河流的侵淤特征 n2.山区河流特点n河谷断面狭窄n对水流调蓄能力低n河水的水位和流量变幅很大，洪枯水位差可达数米或数十米不等n洪水期虽历时短，但水流速度及能量很大，对河床的冲刷能力强，河床的演变在洪水期最为显著。58学习幻灯一、山区河流的侵淤特征n3.山区河流的侵淤特征n(1)河流在平面和剖面上的特征n平面上呈宽窄相间、顺直与急弯相间、侵淤作用不同的河段n横剖面上呈现形态各异的河谷陡坡，有时形成V型或U型谷，限制了河流发育过程中的过大摆动n纵剖面上呈纵坡较陡的下凹曲线型，有时存在许多折点 59学习幻灯一、山区河流的侵淤特征n3.山区河流的侵淤特征n(2)水流特征n同一时期内既有流速小于1m/

22、s的河段，也有流速高达7-8m/s以上的急流河段 n水流的流态十分复杂，常有回流、漩涡、跌水、横流等流态出现，流象极为险恶 60学习幻灯一、山区河流的侵淤特征n2.山区河流的侵淤特征n(3)山区河流的侵淤特征n山区河流以侵蚀作用为主，仅在宽缓河段及弯曲河段发生局部淤积?61学习幻灯原因原因 山区河流流速大，输沙能力强，必然引起山区河流流速大，输沙能力强，必然引起河床以深切为主河床以深切为主 小于小于2mm的颗粒一般多呈悬移质的颗粒一般多呈悬移质 大于大于2mm的颗粒多呈推移质的颗粒多呈推移质 堆积物颗粒粗大，有卵、砾及漂石淤积堆积物颗粒粗大，有卵、砾及漂石淤积 山区河流的河床多为基岩、漂石、卵

23、石等山区河流的河床多为基岩、漂石、卵石等抗冲刷能力较强的物质组成抗冲刷能力较强的物质组成62学习幻灯三、平原河流的侵淤特征n1.平原区地理特征n坡度平缓n土壤疏松n降水后径流系数小n汇流时间长n结果n河流流量和水位变幅小63学习幻灯三、平原河流的侵淤特征 n2.平原河流特点n河流水面坡降较小，多在1以下n水流速度较慢，流态平稳n悬移质多小于0.1mm，推移质以中、细砂为主，在主流线附近有粗砂和砾石64学习幻灯三、平原河流的侵淤特征n3.平原河流的侵淤特征n以淤积作用为主，其颗粒较小，分选性较好，厚度较大，可达数十至百余米。？n河流弯曲不断加大，直至截弯取直n侵淤位置不固定，河床横剖面形态变化复

24、杂 65学习幻灯三、平原河流的侵淤特征n4.地上悬河 n(1)定义n平原河流的一种特殊类型，指河床高于其两岸地面的河流。66学习幻灯三、平原河流的侵淤特征n4.地上悬河 n(2)形成条件n河水中携带着大量的敏感土粒，其粒径为0.25-0.01mmn河水中有相当大部分为敏感水流，时间平均流速小于0.7m/sn河流具有足够广阔可能被泛滥的面积 n治理措施？67学习幻灯5河流工程地质问题分析n在河流上兴建的各种工程建筑，由于河流地质作用的危害及河流地质环境的制约，必然会产生各种工程地质问题。n研究河流地质作用的工程目的：n从工程要求、经济效益和环境质量角度综合分析工程建筑的合理性，作出工程建筑的可行

25、性结论，并为工程的处理，河流的整治提供有效的措施。68学习幻灯一.水库淤积n在河流上筑坝抬高水位，库区形成壅水，使得原来河流的侵蚀基准面抬升n水流入库过程中，水深和过水断面沿流程增大，流速降低n来自上游的泥沙在库区大量落淤，直接影响水库的效益和使用寿命 nex：青铜峡水库、三门峡水库69学习幻灯1.壅水淤积 n携带泥沙的河流进入水库壅水段后，泥沙扩散到全断面，随着水流挟沙能力沿流程降低，泥沙沉积于库底，并形成上游粗、下游细有规律分布的三角洲 70学习幻灯水库壅水淤积三角洲示意图 71学习幻灯控制措施n(1)控制库水位n(2)利用上游水库泻放清水冲刷下游水库的末端72学习幻灯2.异重流淤积 n多

26、发生于多细粒泥沙河流中n当入库水流含沙量高，并有足够的流速时，浑水进入壅水段后不与清水混淆扩散而潜入清水下面，沿库底向下游继续运动，可一直运行到坝前 n在回流作用下使水库变浑，细土粒缓缓落于库底 73学习幻灯水库异重流示意图 74学习幻灯控制措施n排沙孔排沙75学习幻灯二.坝下游河床再造n水库修建后，改变了下游河道的水动力条件，破坏了河床的原有平衡状态，导致下游河床的再造，建立新的平衡河道n水库蓄水拦沙后，坝后所泄水流为泥沙含量很少的清水，使下游河床发生冲刷n包括纵向下切和横向展宽两个方面n冲刷所及的范围可以达到很长的距离76学习幻灯二.坝下游河床再造n丹江口水库自1968年蓄水后至1972年

27、间冲刷已发展到距坝465km的仙桃市n美国科罗拉多河的派克坝，建成后的第二年，冲刷段就达到距坝140km处77学习幻灯冲刷效应n促使河流游荡程度的改变，甚至发生河流形式的改变n当下切起主导作用时，河床向稳定方向发展n当展宽起主导作用时，河床向不稳定方向发展n三门峡水库修建后，下游河床下切作用加强，游荡型河段向弯曲型河流发展78学习幻灯三.河流地质作用与工程建筑的关系n1.侵蚀作用n2.淤积作用79学习幻灯1.侵蚀作用n不仅威胁河岸建筑物的安全，远离河岸的建筑物也会因河流改道而遭到突然的冲刷作用80学习幻灯(1)河底冲刷n威胁跨河建筑物，如桥梁、堤坝地基稳定性81学习幻灯(3)坝后冲刷n危及大坝

28、安全nex:湖南肖水双牌水电站坝址82学习幻灯2.淤积作用n(1)使码头、取水建筑物降低使用功能n(2)降低水库效能n(3)形成地上悬河，在洪水季节造成河流决口甚至改道83学习幻灯四.河流环境工程地质问题n在河流上兴建建筑物时，由于改变了一定范围的地质环境，从而产生环境工程地质问题。n水工建筑物的特点决定了对地质环境的影响比其它工程建筑在空间和时间上大得多，有时涉及整个大河流域。84学习幻灯1.埃及阿斯旺高坝n1971年建成，坝高111m，坝顶长3830m，水库长480km，库容1.57e1011m3n效益：电力、灌溉、抗旱85学习幻灯环境地质问题n1.1981年11月5.3级水库诱发地震，微

29、震频繁n2.水库位于酷热的沙漠上，年蒸发量109m3，使库水含盐量增加，加重了尼罗河下游沿岸耕地的盐碱化n3.由于下游地下水位降低，土地沙化加剧n过去尼罗河每年的洪水可以挟带2e107t淤泥堆积在下游沿岸的绿洲，并从土地中滤掉盐分n现在天然的再生和净化系统没有了，土地比以前贫瘠多了86学习幻灯环境地质问题n(4)由于河水含沙量大幅度下降，泥沙的雨季不能弥补海水的冲刷，使尼罗河三角洲海岸不断遭受海水侵蚀，海岸线后退。n(5)沙丁鱼几乎灭绝n(6)下游居民血吸虫病发病率明显增高87学习幻灯2.三门峡水库n1960年简称，坝高106m，坝长713.2m，设计正常水位360m，库容6.47e1010m

30、3，总装机容量1.1e106kWn水蓄水最高水位332.58m，暴露的环境地质问题88学习幻灯环境工程地质问题n(1)泥沙淤积n库容迅速损失，年平均损失库容109m3n(2)淤积范围外延n威胁关中地区的工农业基地89学习幻灯环境工程地质问题n(3)库周地下水位普遍上升n造成黄土湿陷、裂缝、滑坡、房屋和水井倒塌，地下水质恶化、土地沼泽化和盐渍化n(4)踏岸n侵占有效库容，破坏农田，威胁村庄和人畜安全90学习幻灯3.黄龙水库n湖北省水库n水库库岸再造预测工作忽略，移民二次搬迁，越搬越穷91学习幻灯4.莫力庙水库n沙漠水库n干涸，一颗水也没有，随处可见蚌壳，渔船的残骸92学习幻灯原因n对河流工程的环

31、境地质问题在工程上马时未能作出充分的估计n后面只能进行改建和治理93学习幻灯教训n对河流工程所产生的环境工程地质问题的评价，应在工程地质调查的基础上，评价环境地质要素，包括：n工程地质条件n自然地理n地球化学特征n已有自然地质和环境地质问题的评价n区域资源开发利用对环境的影响94学习幻灯教训n地区社会、经济文化发展及可能采用的发展方案n预测n可能产生环境地质问题的类型、规模和分布n最终目的n正确估价环境地质质量n为河流的开发、工程建筑的兴建提供依据95学习幻灯 6河流的开发与整治n不同部门对河流的开发和整治的目的和要求不同n水利、电力、农业、城镇工矿企业需要调节河水流量，以防洪、灌溉、供水和发

32、展电力n水运部门要求疏浚河道以利航运96学习幻灯6河流的开发与整治n交通部门要求防止河流冲刷，以保证交通安全等n这就要求不同部门共同规划和协调，才能达到预期的效果n按照沿河的规模和效果，可分为全面开发治理和局部整治两大类97学习幻灯一、河流的全面开发治理n对某一河流全面开发治理，需在政府有关部门主持下，由工程地质人员会同各产业部门的有关人员，对全流域进行综合查勘，然后制订出综合开发治理的方案 98学习幻灯一、河流的全面开发治理n河流全面开发治理要求：n(1)考虑各部门的要求n(2)考虑流域的气象、水文、地质、水利和水害情况不同，治河原则不相同99学习幻灯治河原则实例n黄河、淮河和海河流域n年降

33、水量集中，冬春季节降水稀少，雨季雨量很集中n致使河水暴涨，下游洪水灾害很严重n全面治理的原则应以防洪为主，兼顾其他。n由于三条河流情况不同，治河原则不同100学习幻灯淮河和海河的治理原则n主要是在上游修建水库，拦蓄洪水；在下游疏浚河道，宣泄洪水 101学习幻灯淮河治理措施n上游修建梅山、佛子岭、响洪甸、薄山等大、中型水库n下游疏浚主干河道，修建入洪泽湖的泻洪闸102学习幻灯海河治理n上游修建官厅、密云、岗南、黄壁庄、朱庄、漳河水库n下游疏通狭窄的原海河河道，开挖新河道，宣泻洪水103学习幻灯黄河治理n黄河是世界上罕有的多泥沙河流，其中游地区分布有50多万平方公里的黄土类土，极易遭受侵蚀，产生大

34、量泥沙，使黄河年均含沙量37kg/m3，年输沙量1.6109t，至下游淤积成为地上悬河，极易发生改道，泛滥成灾 104学习幻灯原则 n上游修建水库为主，调节水量；n中游做好水土保持，防止侵蚀，同时修建水库，调洪拦沙；n下游调整水流速度，冲沙排淤。105学习幻灯原则n以中游地区治理为主n植树种草，不让水土流失，减少泥沙产量；n改造地形，变坡地为梯田n打坝淤地，重新安排局部侵蚀基准面n修建泥沙库，不让或尽力减少泥沙流向下游。106学习幻灯二、河流的局部整治n1.河流侵蚀作用的防治n2.河流淤积作用的防治 107学习幻灯1.河流侵蚀作用的防治n对河流侵蚀作用的防治措施分为两种n(1)加固河岸n(2)

35、改变冲刷地段的水流方向和速度 108学习幻灯(1)加固河段n抛石、草皮护坡、护岸墙n适用于松软土岸坡 109学习幻灯(2)改变冲刷地段的水流方向和速度n导流堤、丁坝等导流建筑物n采取爆破清除岩嘴，以扩大河床断面减小流速n用导流筏斜向浮于冲刷岸之前，随着河水位涨落，促使水流改变方向。110学习幻灯111学习幻灯112学习幻灯都江堰 n巧妙地利用河流横向环流的侵淤特征整治推移质含量极高河流的典型实例 113学习幻灯2河流淤积作用的防治 n这种防治可分为人工挖掘和改变水流速度和方向两种措施。n我国古代历史记载中关于治理黄河下游河段的主张，如顺着水性、因势疏导、约束水流、增大流速、加强冲刷、借水改沙等，即是运用河流动力学原理的范例 114学习幻灯115学习幻灯都江堰治水工程n工程的首部为一加固的江心洲洲头（鱼嘴），它将岷江分为内外二江，造成弯曲分流，使携带泥沙的底流随主流排向外江，澄清的表流进入内江，进入内江的水流又因玉垒山突向内部的凹型节点挑流而增强环流的作用，底流将泥沙推向飞沙堰排向外江，表流进入宝瓶口。宝瓶口是一两岸顺直的节点，它造成内江轻微壅水，有利于澄清水流，并使出口水流流向稳定，防止下游两岸遭受急流的直接冲刷。116学习幻灯