堆积体作用下的河道最大冲刷深度_钱

堆积体作用下的河道最大冲刷深度_钱 DOI:10.16239/j.cnki.0468-155x.2013.03.009 泥 2013年6月沙研究第3期JournalofSedimentResearch 堆积体作用下的河道最大冲刷深度 钱撼，郭志学，苏杨中 （四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065） 摘要：受地震、暴雨的影响，破碎的山体易发生滑坡、泥石流等，在河流岸边形成堆积体，改变了河道水流边界条件，在堆积体下游附近形成冲坑。本文通过动床水槽试验，研究了不同堆积体作用下的最大冲刷深度。结 最大冲刷深度随流量、堆积体尺寸增大而增大。本文采用一些常见的丁坝、桥台最大冲深公式对试验果表明， 成果进行了计算，但由于水流结构差异及公式适用范围限制，计算结果与实测值普遍相差较大。因此，本文参 桥台冲刷深度计算的研究成果，充分考虑各影响因素作用，采用因次法，建立了堆积体作用下河考丁坝、 并根据实测资料拟合了公式参数。道最大冲刷深度计算公式的基本形式， 关键词：堆积体；动床试验；局部冲刷；冲刷深度 中图分类号：TV147文献标识码：A155X（2013）03-0065-06文章编号：0468- 1引言 受地震、暴雨等的影响，破碎的山体以滑坡、崩塌、泥石流等形式侧向汇入河流，在岸边形成堆积体，对河道水流结构产生影响，进而改变局部河道的水沙输移及河道演变规律。岸边堆积体顺河向尺度一般与河道宽度属同一量级，堆积体附近河道的局部冲刷规律与丁坝、码头、桥台等有相似之处，但在规律上又存在一定的差异。以往关于岸边堆积的研究较少，且一般主要集中在堆积体的形成过程和稳定性方面［1，2］，关于堆积体对河道影响的研究成果不多。事实上，岸边堆积体是山区河流中比较常见的。由于堆积体堆积显著改变了河道边界条件，在上游引起水位壅高，堆积体附近河段则产生束流冲刷，常造 从而形成灾害。因此，探索堆积体河段河道冲刷规律，对山区河流防护成河岸或堤防工程的冲刷破坏， 治理具有重要的指导意义。郭志学等［3］［4］、刘家富等通过定床试验，研究了堆积体对河道流速分布的影响，做了初步探索工作。但对于堆积体作用下河床相应特性，尤其是局部最大冲刷深度变化规律，尚未见相关研究。鉴于岸边堆积体顺河向尺度一般与河道宽度属同一量级，堆积体附近河道的局部冲刷规律与丁坝、码头、桥台有一定的相似性，可借鉴其研究成果来计算堆积体作用下河道的局部冲刷深度。丁坝、码头、桥台等局部阻水建筑物，往往在建筑物附近造成局部冲刷，在工程应用的迫切需求下，近几十年来，国内外开展了较多的研究，成果较为丰富。周哲宇等［5］将影响丁坝冲刷的因素和丁坝冲坑公 ［6］式进行了分析概括；OscarLINK等对通过观察冲坑坡度和深度随时间的变换，总结出了冲坑的发展 规律。上述研究成果对于分析堆积体附近河道冲刷深度变化规律均有一定的参考价值，但由于尺度差异，堆积体作用下的河道冲刷深度的变化规律尚有所不同。为此本文通过动床水槽试验，探究了不同规模的堆积体对河道最大冲刷深度的影响，采用一些常见的丁坝、桥台最大冲深公式对试验成果进行了率定计算，并结合堆积体作用下冲刷深度变化的特性，采用试验资料拟合建立了局部最大冲刷深度计算公式。 07-10收稿日期：2012- 基金项目：国家科技支撑项目（2012BAB05B02）；国家自然科学基金项目（50949057） 作者简介：钱撼（1989－），男，江西省樟树市人，硕士研究生，主要从事河道、港口水沙输移规律研究。E-mail：qianhan555@126．com 65