一条河流或其一个河段,由于水流对河床的作用,随时间的推移,不断在变化,非冲即淤,即所谓冲淤平衡是宏观的和暂时的。汛期水流大,水动力强,演变快;枯期水流小,水动力弱,演变慢。在一次大洪水过后,河势就会发生较大的演变。
河势的动态性,对一段成熟的冲积河流,主要表现在河床(即边界)的变化,而水位调整则十分缓慢,且不明显。因此,河势研究,较多的工作是分析河床的变化,但同时也应密切注意比降和水位调整。
河势变化有一个从渐变到突变的过程,过程的长短随水流条件和河床质情况而异,通常的所谓突变,是指河床横断面水深和流速发生重大变化,甚至断面的位置发生变化。例如深槽和浅滩易位;弯曲河段与顺直过渡段交替。这种大的位移,就是河势突变。河势突变会给所在地区的社会经济带来不利的影响,并且还会影响下游一系列河段的变化。
河势规划就是要在渐变时,掌握其发展方向,抓紧制定治理措施,因势利导,以河治河,抑止河势向不利于社会经济的方向发展,并逐步导向有利的方向。一旦发生突变,再去治理,就十分困难。而对大江大河的河势突变,甚至是不可抑止的,真所谓大势已去。日常河流反映动态性的有下列现象。
(1)大水走滩,小水走弯。汛期大水,流量大、流速快,水流动力大,流线转弯半径大;枯期小水,流量小,流速慢,水流动力小,流线转弯半径小。在同一河弯上不同半径的流线有不同轨迹,半径大是滩部,半径小是弯部(见图1)。(www.xing528.com)
(2)主流摆动。主流是河流动力的代表,主流轴线(断面流速重心的连线)是主流运动的轨迹。主流位置的变动或少量调整,受水文条件的变化、上游河势的变化和河床情况(包括人工工程的制导)三者的影响。主流轴线在河流主槽范围内左右摆动,表明河段是稳定的。一旦主流轴线较长时间的超出了主槽,就会对河段的冲淤发生大的改变,产生一系列后果。有些需要防护的地方,希望主流离岸远些,如果主流摆向防护一岸,则防护工程会不断增加。有些有港口和取水要求的地方,希望主流靠岸近些,如果主流摆向对岸,则港口就会淤浅,取水口就会淤塞。因主流摆动而造成的损失,常有发生。
(3)滩、槽、岸的变迁。河道中存在大量江心洲、边滩和暗沙(潜洲),随着时间推移,年复一年地变化,不断受水流冲刷或落淤,这些洲滩的大小、高程、形状、位置都在变化。洲滩的变化,反映出所在河段的河势演变。而洲滩的变化又与主槽(滩以外的断面即槽)的变化密切相关。滩槽的划分也是相对的,在横断面上,高程较高,坡度较缓的部分为滩;高程较低,坡度较陡的部分为槽。水位不同,滩槽的分界也不同。滩槽之间的关系,在枯期较稳定,而在汛期和汛后期,变化较大,甚至发生滩槽易位,造成河势大变。滩槽以外为河岸,在岸坡防护较弱,或在防护的河段在滩槽之间发生易位时,往往会侵蚀河岸,使河势变化超出原有河床范围,发生更大的演变。例如长江下游镇江扬州河段,在几十年前,镇江市港区临江,洲滩靠北岸瓜洲。由于上游河势演变,主流南靠,殃及下游镇扬河段主流北移,不断冲蚀瓜洲河岸,靠镇江一岸发生大量淤积,江心征润洲不断扩大靠岸,使镇江港区大量淤积,这是较突出的滩、槽、岸三者变迁例子。
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