前言

山區(qū)河流受地震、滑坡、暴雨山洪等災(zāi)害影響，河床組成顆粒級配寬，且易形成粗大顆粒占優(yōu)的漂石河段，從而制約局部區(qū)域的水沙輸移、河床調(diào)整及其生態(tài)環(huán)境構(gòu)建。漂石河段的水流運動、泥沙輸移及河床沖淤變形內(nèi)在相互影響突出，局部區(qū)域的水流結(jié)構(gòu)及河床沖淤互饋機制尚缺乏系統(tǒng)研究。為此，本書以岷江支流白沙河與龍溪河典型漂石河段的野外調(diào)查為基礎(chǔ)，結(jié)合室內(nèi)試驗與理論分析的方法，研究了不同水沙條件下漂石河段水沙運動及河床沖淤響應(yīng)，揭示了漂石河床局部區(qū)域的洲灘發(fā)育過程，并進一步研究了漂石作用下的植被洲灘影響的水沙運動特征，為山區(qū)河流漂石河段的水沙災(zāi)害防治與生態(tài)環(huán)境保護提供了一定的理論支撐。主要研究內(nèi)容具體如下：

（1）暴雨山洪極易形成漂石河段，從而快速改變河床局部形態(tài)特征�；�于岷江支流白沙河與龍溪河漂石河段實地調(diào)查，白沙河與龍溪河的平均粒徑粗大，漂石占比超過 10%，從平面結(jié)構(gòu)來看，漂石具有孤立型、階梯型、交錯型等單個或群體結(jié)構(gòu)形式，漂石上游易形成沖坑，而下游則形成淤積帶，且易發(fā)育成漂石洲灘，甚至植被洲灘。漂石或漂石洲灘的形成顯著改變局部河床比降，從而制約河流形態(tài)發(fā)育，其規(guī)模與漂石大小及洲灘顆粒粒徑相關(guān)。

（2）單個漂石或漂石陣列顯著調(diào)整局部水流結(jié)構(gòu)。其中，單漂石與漂石陣列的近尾流區(qū)位于漂石下游 2D（D為漂石粒徑）的范圍，近尾流區(qū)存在近底逆流，且該區(qū)域內(nèi)紊動能、紊動強度及耗散率均出現(xiàn)激增趨勢，相對于平面床面，紊動能與紊動強度的極值點從床面偏離至漂石頂部，雷諾應(yīng)力在漂石頂部出現(xiàn)方向逆轉(zhuǎn)及極值點，而床面切應(yīng)力則在近尾流區(qū) 1.5D～ 2D出現(xiàn)激增變化。此外，在漂石近尾流區(qū)，漂石陣列間距、床沙粒徑、河床的透水性等條件可顯著影響漂石區(qū)域的水流結(jié)構(gòu)，漂石陣列可有效降低漂石河床床面切應(yīng)力，從而減少漂石河床的泥沙輸移。

（3）漂石結(jié)構(gòu)調(diào)整河床局部沖淤過程及洲灘發(fā)育。清水沖刷條件下的漂石河床，漂石區(qū)極易形成沖坑，致使漂石失穩(wěn)下陷，甚至溯源移動。在均勻沙河床中，漂石的位移受到漂石大小及水流強度影響，漂石下陷深度與漂石大小及水流強度分別呈良好的線性與對數(shù)關(guān)系，并可通過一定函數(shù)公式預(yù)測：上游泥沙補給時，受漂石周圍水流變化影響，上游來沙以橫向帶狀溯源淤積為主，而下游則兩側(cè)淤積突出，極易形成漂石洲灘。此外，上游來沙過程和漂石數(shù)量及分布形態(tài)制約著漂石區(qū)的河床淤積發(fā)育形態(tài)。

（4）植被及泥沙補給加速洲灘發(fā)育及減小支汊過流能力。漂石洲灘的形成，常導致主河多汊過流，其洲灘發(fā)育及分流特性受漂石洲灘植被和泥沙補給的多重影響。泥沙在植被洲灘河道中呈波狀輸移，植被周圍形成小型沙丘，泥沙多落淤洲頭及洲尾，促使洲灘的快速發(fā)育，調(diào)整支汊發(fā)育及其過流能力分配，其中加沙和植被根茬使得植被洲灘河道的左汊分流比的平均變幅分別達到 -19.7%及 26.4%。

葉　晨2024年 6月