第十二章河流侵蚀和淤积的工程地质研究教材课件.ppt

1、第十二章第十二章 河流的侵蚀和淤积河流的侵蚀和淤积 的工程地质研究的工程地质研究第一节第一节 概述概述第二节第二节 河流的动力学特征河流的动力学特征第三节第三节 岩土的临界流速及河床的稳定性岩土的临界流速及河床的稳定性第四节第四节 山区和平原河流侵淤作用的某些特征山区和平原河流侵淤作用的某些特征第五节第五节 与河流侵淤作用有关的工程地质问题与河流侵淤作用有关的工程地质问题第六节第六节 河流的开发与整治河流的开发与整治 第一节第一节 概述概述 河流的侵蚀和淤积是改变地表形态最重要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。的地质作用之一。影响河流侵蚀和淤积的因素影响河流侵蚀和淤积的因素

2、水流与河床的特征、流域内的气候特点、水流与河床的特征、流域内的气候特点、地层岩性、地质构造、土壤及植被发育情地层岩性、地质构造、土壤及植被发育情况等等。况等等。水流和河床的相互作用是引起河流发展和水流和河床的相互作用是引起河流发展和变化的根本因素。变化的根本因素。表征水流和河床特征的要素表征水流和河床特征的要素 （1 1）表征水流特征的要素有：水位、流量、流速、水流结构）表征水流特征的要素有：水位、流量、流速、水流结构和含沙量等。和含沙量等。（2 2）表征河床特征的要素有：河床平面和断面的几何形态，）表征河床特征的要素有：河床平面和断面的几何形态，纵横坡降，组成床底及床岸的物质等。纵横坡降，组

3、成床底及床岸的物质等。阶地阶地洪水位洪水位河床河床河漫滩河漫滩平水位平水位谷坡谷坡 河流侵淤作用对人类生活和生产活动的影响河流侵淤作用对人类生活和生产活动的影响 有利方面：河流的侵淤作用，为人类塑造了良田沃土有利方面：河流的侵淤作用，为人类塑造了良田沃土和广阔的建筑场地，提供丰富的水能资源，开辟航运之便，和广阔的建筑场地，提供丰富的水能资源，开辟航运之便，且为现代化大型工程提供了丰富的天然建筑材料。且为现代化大型工程提供了丰富的天然建筑材料。危害：威胁桥台、桥墩等跨河建筑物的特定和安全，危害：威胁桥台、桥墩等跨河建筑物的特定和安全，使边岸坍塌，使航道和港口淤塞，使沿岸引水和取水工程使边岸坍塌，

4、使航道和港口淤塞，使沿岸引水和取水工程失效等等。失效等等。研究意义：研究意义：从上述利弊可以看出，河流的侵淤对人类的影响，而人从上述利弊可以看出，河流的侵淤对人类的影响，而人类活动引起河流侵淤规律的变化，因此，为合理开发和治类活动引起河流侵淤规律的变化，因此，为合理开发和治理河流，做到兴利除害，研究和掌握河流的侵淤规律是很理河流，做到兴利除害，研究和掌握河流的侵淤规律是很必要的。必要的。第二节第二节 河流的动力学特征河流的动力学特征 一、河流的紊流特征一、河流的紊流特征 二、横向环流二、横向环流 一、河流的紊流特征一、河流的紊流特征 1 1、河流运动时内部质点的运动状态可分为：、河流运动时内部

5、质点的运动状态可分为：（1 1）层流：水质点做井然有序，互不混杂的运动）层流：水质点做井然有序，互不混杂的运动 （2 2）紊流：水质点做不规则的相互混杂的运动。）紊流：水质点做不规则的相互混杂的运动。紊流的基本特征：在流量不变的情况下，流场中任一点的流紊流的基本特征：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十分不规则的脉动，即过水断面上某一点速和压力随着时间呈十分不规则的脉动，即过水断面上某一点瞬时流速的大小和方向均随时间呈不规则的变化，它是促使河瞬时流速的大小和方向均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。床土石侵蚀搬运的根本因素。河道水流一般都呈紊流。河道水

6、流一般都呈紊流。2 2、时间平均流速、时间平均流速 时间平均流速：在某一足够长的时间间隔内，任一点时间平均流速：在某一足够长的时间间隔内，任一点瞬时流速的平均值。瞬时流速的平均值。在河流过水断面上各点的时间平均流速是不同的。在河流过水断面上各点的时间平均流速是不同的。（如下图）（如下图）在断面中上部最大，在断面下部及两侧最小，其余部在断面中上部最大，在断面下部及两侧最小，其余部分的流速介于两者之间。分的流速介于两者之间。3 3、造成水流对河床泥沙的侵蚀和搬运的原因、造成水流对河床泥沙的侵蚀和搬运的原因 （1 1）河床表面低速流层的厚度极薄，仅对极细）河床表面低速流层的厚度极薄，仅对极细的泥沙颗

7、粒起一定的屏蔽作用，而卵砾乃至部分砂粒的泥沙颗粒起一定的屏蔽作用，而卵砾乃至部分砂粒的上部或大部已处于高速水流作用之中。的上部或大部已处于高速水流作用之中。（2 2）河道水流呈紊流，而紊流具有脉动特征，且易）河道水流呈紊流，而紊流具有脉动特征，且易形成紊动旋涡，这些紊动旋涡既有上下、左右、前后形成紊动旋涡，这些紊动旋涡既有上下、左右、前后的运动，又有旋转运动，当达到一定流速时，即能掀的运动，又有旋转运动，当达到一定流速时，即能掀起河床的泥沙。水流脉动速度越大，紊动旋涡的尺度起河床的泥沙。水流脉动速度越大，紊动旋涡的尺度越大，而大尺度的旋涡能携带河床泥沙进入主流区，越大，而大尺度的旋涡能携带河床

8、泥沙进入主流区，并是泥沙悬浮的主要动力。并是泥沙悬浮的主要动力。二、横向环流二、横向环流 1 1、主流：水体在重力作用下沿着河槽总方向运动者称为主流。、主流：水体在重力作用下沿着河槽总方向运动者称为主流。其流线和速度向量基本平行，且大致平行于河槽的轴线。其流线和速度向量基本平行，且大致平行于河槽的轴线。（沿河槽纵向流动的方向）（沿河槽纵向流动的方向）2 2、副流：在各种因素下，水流内部质点产生有规律、大规模、副流：在各种因素下，水流内部质点产生有规律、大规模的水体旋转运动称为副流。的水体旋转运动称为副流。副流是引起泥沙横向移动的主要动力，是形成河槽形状多样副流是引起泥沙横向移动的主要动力，是形

9、成河槽形状多样化的重要原因。化的重要原因。根据水流所围绕的旋转轴方向不同，可以分为纵轴、横轴、斜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。轴及竖轴副流四类。3 3、横向环流：纵轴副流的旋转轴与河流总方向一致，这种副、横向环流：纵轴副流的旋转轴与河流总方向一致，这种副流又称横向环流。流又称横向环流。造成横向环流的原因很多，诸如地球自转引起的科氏力，河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，离心力作用等，其中弯道河流水流离心力作用是道水位涨落，离心力作用等，其中弯道河流水流离心力作用是最主要的原因。最主要的原因。横向环流作用的结果横向环流作用的

10、结果 横向环流的形成使得水流的流速在同一横断面上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。在凹岸表流下沉转为底表现出具有一定规律的变化。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，带走，形成侵蚀深潭，同时使凹岸不断向外侧后退，而在底流上升为表流部位，则要克服重力，水流流速而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。水流流速的上述变化规律是河流在同断向

11、河床推进。水流流速的上述变化规律是河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。一断面上既有侵蚀又有淤积的一个极为重要的原因。第三节第三节 岩土的临界流速及河床的稳定性岩土的临界流速及河床的稳定性 一、临界流速一、临界流速 二、河床的稳定性二、河床的稳定性 一、临界流速一、临界流速 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时，将发生侵蚀和搬运作用，否则，河床不大于岩土的强度时，将发生侵蚀和搬运作用，否则，河床不会遭受侵蚀而形成淤积。会遭受侵蚀而形成淤积。组成河床的物质抵抗水流作用的能力，与组成河床的岩土组成河

12、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。状等有关。1 1、岩体、岩体 2 2、无粘结的卵、砾和砂粒、无粘结的卵、砾和砂粒1 1、岩体、岩体 假设凸出于河床中的岩体高度假设凸出于河床中的岩体高度为为h h，宽为，宽为b b，长为，长为l l，水流速度为，水流速度为U U，其流向与其流向与hlhl面垂直（如图），则岩面垂直（如图），则岩体所受水动压力体所受水动压力P P为为 （1 1）在在P P作用下引起的可能滑动面作用下引起的可能滑动面（blbl）上的剪应力）上的剪应力为为 （2

13、）若岩体抗剪断强度若岩体抗剪断强度S S为为 （3）当当=S=S时的水流速度，称为侵蚀临界流速时的水流速度，称为侵蚀临界流速Ucr Ucr，其值，其值可由式可由式(2)(2)和式和式(3)(3)求得，即求得，即 022lhUPw022bhUblPwtgCStgChbUwcr0122 2、无粘结的卵、砾和砂粒、无粘结的卵、砾和砂粒在水流作用下其起动条件是不同的。假设直径为在水流作用下其起动条件是不同的。假设直径为d d的球状颗粒，的球状颗粒，所受的水动压力所受的水动压力P P为为 （5 5）而颗粒滚动摩阻力而颗粒滚动摩阻力T T为为 （6 6）当当P=TP=T时，则颗粒处于极限平衡状态，此时的水

14、流速度为推移临时，则颗粒处于极限平衡状态，此时的水流速度为推移临界流速，其值可由式界流速，其值可由式(5)(5)与式与式(6)(6)求得，即求得，即 d400mmd400mm，以以m/sm/s为单位为单位,d,d以以mmmm为单位时，根据实测可得为单位时，根据实测可得 02242dUPw36dfggmfTwdfdgUwcr1340crUdUcr2.0推移质：当水流流速大于临界流速时，颗粒将沿河床滚动或滑动，推移质：当水流流速大于临界流速时，颗粒将沿河床滚动或滑动，这时被搬运的颗粒叫做推移质；反之则颗粒停留于原地，即形成淤这时被搬运的颗粒叫做推移质；反之则颗粒停留于原地，即形成淤积。积。悬移质：

15、当水流速度较大时，可使沿河床移动的颗粒离开河床，悬悬移质：当水流速度较大时，可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。浮于水流中，这时被搬运的颗粒叫做悬移质。根据研究，土颗粒的悬移与水流纵向流速的铅直分量有关。河流中根据研究，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紊流的平均流速U U与其铅直分速与其铅直分速w w大体上是成正比的。根据实验所得大体上是成正比的。根据实验所得 12122020 由此可知，直径为由此可知，直径为d d的颗粒的悬移临界流速为其推移临界流速的的颗粒的悬移临界流速为其推移临界流速的12-2012-20倍。即倍。即 wU

16、 2012crcrUU 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下图表示。粒在水流中的状态与水流流速之间的关系可用下图表示。二、河床的稳定性二、河床的稳定性 目前，还没有理想的表征河床演变规律的理论公式。目前，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的经验公式，从宏

17、式，分析水流要素与河床要素之间的经验公式，从宏观上对河床的稳定性作出概略的评价。观上对河床的稳定性作出概略的评价。1 1、纵向稳定指标、纵向稳定指标 2 2、横向稳定指标、横向稳定指标 1 1、纵向稳定指标、纵向稳定指标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，即坡降之比来表示河床的纵向稳定性，即 式中：式中：K K1 1为河床稳定性系数；为河床稳定性系数；d d5050-为无粘性土的平均粒径（为无粘性土的平均粒径（mmmm）；）；J J为河床坡降（为河床坡降（mm/mmm/m）K K 越

18、大，则河床越不易被侵蚀冲刷。越大，则河床越不易被侵蚀冲刷。实际资料表明，实际资料表明，当当K15-20K15-20时时，河床基本稳定，仅在洪水期可以有一些泥沙移动；，河床基本稳定，仅在洪水期可以有一些泥沙移动；当当K 5K 5时时，河床泥沙在平水期也有移动；，河床泥沙在平水期也有移动；当当K1K1时时，河床极不稳定。，河床极不稳定。JdK5012 2、横向稳定指标、横向稳定指标 由于影响河床横向变形的因素比较复杂，因此，大多数研究者由于影响河床横向变形的因素比较复杂，因此，大多数研究者不从直接影响因素出发，而根据河床横向变形结果来分析其稳定不从直接影响因素出发，而根据河床横向变形结果来分析其稳

19、定性。性。例如：例如：阿尔杜宁阿尔杜宁公式为公式为式中：式中：K K2 2 为横向稳定指标；为横向稳定指标；Q 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表示；以平滩流量表示；B B为与造床流量相应的河宽；为与造床流量相应的河宽；J J为造床流量时水面坡降。为造床流量时水面坡降。K K2 2 值越大越不稳定值越大越不稳定。5.02.02QBJK 第四节第四节 山区和平原河流侵淤作用的某些特征山区和平原河流侵淤作用的某些特征 一、山区河流的侵淤特征一、山区河流的侵淤特征 二、平原河流的侵淤特征二、平原河流的侵淤特征1 1、

20、山区河流的特征：、山区河流的特征：河流的上游地区一般多位于山区，由于山区河流的上游地区一般多位于山区，由于山区坡面陡峻，径流系数大，汇流时间短，加之河谷坡面陡峻，径流系数大，汇流时间短，加之河谷断面狭窄，对水流调蓄能力低，洪水暴涨暴落，断面狭窄，对水流调蓄能力低，洪水暴涨暴落，河水的水位和径流量变幅很大，洪枯水位差可达河水的水位和径流量变幅很大，洪枯水位差可达数米或数十米不等。河床形态极不规则，故水流数米或数十米不等。河床形态极不规则，故水流的流态十分复杂，常有回流、旋涡、跌水、横流的流态十分复杂，常有回流、旋涡、跌水、横流等流态出现，流象极为险恶。等流态出现，流象极为险恶。一、山区河流的侵淤

21、特征一、山区河流的侵淤特征 2、山区河流的侵淤特征：、山区河流的侵淤特征：从总的来看，山区河流以侵蚀作用为主，仅在宽缓从总的来看，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，山区河流流速大，河段及弯曲河段发生局部淤积，山区河流流速大，输沙能力强，必然引起河床以深切为主，小于输沙能力强，必然引起河床以深切为主，小于2mm的颗粒一般多呈悬移质，大于的颗粒一般多呈悬移质，大于2mm的颗粒多呈推移的颗粒多呈推移质，堆积物颗粒粗大，有卵、砾及漂石淤积，山区质，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、卵石等抗冲刷能力较河流的河床多为基岩、漂石、卵石等抗冲刷能力较强

22、的物质组成，河流的深切和侧蚀作用均较缓慢。强的物质组成，河流的深切和侧蚀作用均较缓慢。因此，整个河床演变的速度较缓慢，河床的形态、因此，整个河床演变的速度较缓慢，河床的形态、主流和副流的位置比较固定，不会引起航道的大变主流和副流的位置比较固定，不会引起航道的大变化。化。此外，山区河流常因地震、山崩、滑坡及泥石流此外，山区河流常因地震、山崩、滑坡及泥石流等，能在短时间内将大量物质推入河中，堵塞河流，等，能在短时间内将大量物质推入河中，堵塞河流，有时形成堰塞湖，引起上下游水流状态的改变，从有时形成堰塞湖，引起上下游水流状态的改变，从而导致河床的剧烈变化。而导致河床的剧烈变化。二、平原河流的侵淤特征

23、二、平原河流的侵淤特征 1、平原河流特征：、平原河流特征：河流的下游及河口地区一般多为平原。平原地区坡度河流的下游及河口地区一般多为平原。平原地区坡度平缓，径流系数较小，汇流时间长，洪水的上涨和回平缓，径流系数较小，汇流时间长，洪水的上涨和回落比较缓慢，一般流量较大，但流量和水位的变幅较落比较缓慢，一般流量较大，但流量和水位的变幅较小，具有稳定的中长期。小，具有稳定的中长期。2、平原河流的侵淤特征、平原河流的侵淤特征 不仅洪水期强烈进行侵淤作用，而且中长期这种作用不仅洪水期强烈进行侵淤作用，而且中长期这种作用仍在继续，因此平原河流的河床演变能够经常进行。仍在继续，因此平原河流的河床演变能够经常

24、进行。从总的来看，这种河流以淤积作用为主，河床的横剖从总的来看，这种河流以淤积作用为主，河床的横剖面形态变化复杂，易引起主流线的不断摆动，而且这面形态变化复杂，易引起主流线的不断摆动，而且这种变化的速度比山区河流快得多，可能在较短时期内种变化的速度比山区河流快得多，可能在较短时期内发生，因此对人类生活和生产活动带来不良后果。发生，因此对人类生活和生产活动带来不良后果。3、地上悬河、地上悬河 是平原河流的一种特殊类型，是指河床高于其两是平原河流的一种特殊类型，是指河床高于其两岸地面的河流。岸地面的河流。形成条件：形成条件：（1）河水中携带着大量的敏感土粒，其粒径）河水中携带着大量的敏感土粒，其粒

25、径为为0.25-0.01mm；（2）河水中有相当大部分为敏感水流，其时）河水中有相当大部分为敏感水流，其时间平均流速小于间平均流速小于0.7m/s；（3）河流具有足够广阔可能被泛滥的面积。）河流具有足够广阔可能被泛滥的面积。演变特点：演变特点：河床不断淤高，沙洲移动迅速，河道外经常改变，河床不断淤高，沙洲移动迅速，河道外经常改变，冲淤变幅大，主槽摆动幅度和速度都很大，甚至冲淤变幅大，主槽摆动幅度和速度都很大，甚至发展成河流的改道。发展成河流的改道。危害危害：对人类生活和生产活动危害最大。：对人类生活和生产活动危害最大。第五节第五节 与河流侵淤作用有关的工程地质问题与河流侵淤作用有关的工程地质问

26、题 一、与河流淤积有关的工程地质问题一、与河流淤积有关的工程地质问题 二、与河流侵蚀有关的工程地质问题二、与河流侵蚀有关的工程地质问题一、与河流淤积有关的工程地质问题一、与河流淤积有关的工程地质问题 与河流淤积作用有关的工程地质问题以水库淤积与河流淤积作用有关的工程地质问题以水库淤积较为典型，其影响也较深远。在河流上筑坝抬高较为典型，其影响也较深远。在河流上筑坝抬高水位，库区形成壅水，水流入库过程中，水深和水位，库区形成壅水，水流入库过程中，水深和过水断面沿流程增大，流速降低，来自上游的泥过水断面沿流程增大，流速降低，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沙在库区大量落淤，直接

27、影响水库的效益和使用寿命。寿命。水库淤积的形式：水库淤积的形式：壅水淤积壅水淤积 异重流淤积异重流淤积 1、壅水淤积、壅水淤积 雍水淤积：携带泥沙的河流进入水库雍水段后，泥砂雍水淤积：携带泥沙的河流进入水库雍水段后，泥砂扩散到全断面，随着水流挟沙能力沿流程降低，泥砂沉扩散到全断面，随着水流挟沙能力沿流程降低，泥砂沉积于库底，并形成上游粗、下游细有规律分布的三角洲，积于库底，并形成上游粗、下游细有规律分布的三角洲，这就是雍水淤积。这就是雍水淤积。当水库库容较大，泥沙颗粒较粗，库区地形开阔，并当水库库容较大，泥沙颗粒较粗，库区地形开阔，并经常处于高水位运行时，最易形成这种淤积。经常处于高水位运行时

28、，最易形成这种淤积。水库壅水淤积三角洲示意图水库壅水淤积三角洲示意图异重流淤积异重流淤积多发生于多细粒泥沙河流中。当水库多发生于多细粒泥沙河流中。当水库水流含沙量高，并有足够的流速时，浑水潜入水流含沙量高，并有足够的流速时，浑水潜入清水下面，沿库底向下游继续运动，并可一直清水下面，沿库底向下游继续运动，并可一直运行到坝前，在回流作用下使水库变浑，细土运行到坝前，在回流作用下使水库变浑，细土粒缓缓落于库底。如果及时开启大坝排沙底空粒缓缓落于库底。如果及时开启大坝排沙底空闸门，异重流淤积物能随水排出库外。闸门，异重流淤积物能随水排出库外。在天然河流中的淤积作用，对航运的影响在天然河流中的淤积作用，

29、对航运的影响最为严重，为使正常运输，不得不耗费巨资进最为严重，为使正常运输，不得不耗费巨资进行航道疏浚和港池的清淤。对于规划的航运码行航道疏浚和港池的清淤。对于规划的航运码头的选择，须在现场调查的基础上，运用河流头的选择，须在现场调查的基础上，运用河流侵淤规律，宜选择在侵淤平衡或侵蚀作用微弱侵淤规律，宜选择在侵淤平衡或侵蚀作用微弱的河段上建设码头港址，即最好选择在曲率半的河段上建设码头港址，即最好选择在曲率半径较大的凹岸河段上。径较大的凹岸河段上。二、与河流侵蚀有关的工程地质问题二、与河流侵蚀有关的工程地质问题 在天然河道上的桥渡工程，因修建墩台使得原由过水断面在天然河道上的桥渡工程，因修建墩

30、台使得原由过水断面减少，水位的流向和流态复杂，流速在跨河段普遍增大，减少，水位的流向和流态复杂，流速在跨河段普遍增大，因而必然产生对桥墩、桥台底部地基的冲刷，这种冲刷主因而必然产生对桥墩、桥台底部地基的冲刷，这种冲刷主要来自于紊动旋涡的作用。这时即便侵淤平衡的河段上冲要来自于紊动旋涡的作用。这时即便侵淤平衡的河段上冲刷作用也不可避免。刷作用也不可避免。当河床由松散冲积物组成，墩台基础砌置较浅，或未采当河床由松散冲积物组成，墩台基础砌置较浅，或未采用特殊的人工基础，在水流作用下墩台基础将失去稳定性，用特殊的人工基础，在水流作用下墩台基础将失去稳定性，可能造成整座桥梁工程的倾斜破坏。因此，对墩台基

31、础砌可能造成整座桥梁工程的倾斜破坏。因此，对墩台基础砌置地段冲刷作用的研究，是设计墩台所必须的。其主要任置地段冲刷作用的研究，是设计墩台所必须的。其主要任务是预测水流对地基的最大冲刷深度，为保证墩台基础的务是预测水流对地基的最大冲刷深度，为保证墩台基础的稳定安全，应砌置在最大冲刷深度以下。因此，水流最大稳定安全，应砌置在最大冲刷深度以下。因此，水流最大冲刷深度的确定，是关系到桥渡工程安全稳定和经济合理冲刷深度的确定，是关系到桥渡工程安全稳定和经济合理的重要课题。的重要课题。在河流上修建水库后，水库下游河段的来水，来在河流上修建水库后，水库下游河段的来水，来沙条件与建库前相比发生了变化，即引起河

32、流平沙条件与建库前相比发生了变化，即引起河流平衡条件的破坏，而导致下游河床的再造过程。为衡条件的破坏，而导致下游河床的再造过程。为各种目的所建的水库多为常年蓄水，水库蓄水拦各种目的所建的水库多为常年蓄水，水库蓄水拦沙后，坝后所泄水流为泥沙含量很少的清水，将沙后，坝后所泄水流为泥沙含量很少的清水，将使下游河床发生冲刷，它包括纵向下切和横向展使下游河床发生冲刷，它包括纵向下切和横向展宽两个方面。这种冲刷所及的范围往往可以达到宽两个方面。这种冲刷所及的范围往往可以达到很长的距离，将对沿岸城镇建筑和农田带来新的很长的距离，将对沿岸城镇建筑和农田带来新的威胁。威胁。当坝顶在溢流条件下的集中水流作用时，对

33、坝当坝顶在溢流条件下的集中水流作用时，对坝后河床的冲刷及水工建筑物的影响尤为显著。后河床的冲刷及水工建筑物的影响尤为显著。第六节第六节 河流的开发与整治河流的开发与整治 一、河流的全面开发治理一、河流的全面开发治理 二、河流的局部整治二、河流的局部整治 一、河流的全面开发治理一、河流的全面开发治理 既要考虑各部门的要求，又要考虑流域的气象、水文、既要考虑各部门的要求，又要考虑流域的气象、水文、地质、水利和水害情况，对全流域进行综合勘察，制地质、水利和水害情况，对全流域进行综合勘察，制定出综合开发治理方案。定出综合开发治理方案。二河流的局部治理二河流的局部治理 1、河流侵蚀作用的治理、河流侵蚀作

34、用的治理 防治措施分为两种：一为加固河岸，另一为改变冲刷防治措施分为两种：一为加固河岸，另一为改变冲刷地段的水流方向和速度。属于第一类的工程措施有抛地段的水流方向和速度。属于第一类的工程措施有抛石、草皮护坡、护岸墙等。石、草皮护坡、护岸墙等。属于第二类的有导流堤、丁坝等导流建筑物。属于第二类的有导流堤、丁坝等导流建筑物。2、河流淤积作用的、河流淤积作用的防治防治 可分为：可分为：人工挖掘、人工挖掘、改变水流速度和方向改变水流速度和方向两种。两种。例如我国古代的都江例如我国古代的都江堰引水工程。堰引水工程。都江堰引水工程示意图都江堰引水工程示意图 思考题 1、河流的侵蚀地质作用有哪几种？各有什么特点？2、纵向稳定指标纵向稳定指标 K1 横向稳定指标横向稳定指标 K2 3、水库淤积的形式有哪几种？水库淤积的形式有哪几种？4、河段上建设码头，港址宜选择什么地段？河段上建设码头，港址宜选择什么地段？