第一章河道演變系：指河道在自然情況下或受人工建筑物干擾時所發(fā)生的沖淤變化。河道整治：就是通過修建整治建筑物或采用其他整治手段對于不利的河道演變進(jìn)行控制。河道整治工程措施分為三大類：修筑整治建筑物；疏?；虮?；生物措施。河道整治建筑物：亦稱河工建筑物：為了調(diào)整、穩(wěn)定河道主流位置，改善水流、泥沙運(yùn)動及河道沖刷淤積部位，達(dá)到滿足各項(xiàng)河道整治任務(wù)而修建的建筑物。河道整治生活需求的三個階段：第一階段：追求生活必需品的階段。第二階段：追求生活水平的提高和高級豪華的階段。第三階段：期望生活舒適愉快的階段。河道整治的四個發(fā)展階段：第一階段：依附自然被動防御階段。第二階段：發(fā)展生產(chǎn)與河爭地階段。第三階段：防洪排污經(jīng)濟(jì)治河階段。第四階段：修景與生態(tài)和諧治理階段。傳統(tǒng)河道整治弊端：（1）防洪能力下降（2）基流減少（3）河流生態(tài)系統(tǒng)受到破壞（4）水質(zhì)污染嚴(yán)重（5）部分河道被填埋覆蓋（6）堤防功能單一。河道功能的擴(kuò)展：（1）景觀功能（2）休閑、娛樂功能（3）生態(tài)功能（4）輔線交通現(xiàn)代河道整治：（1）總體規(guī)劃（2）多形態(tài)的河流（3）河流斷面多樣化（4）護(hù)岸形式（5）堤防建設(shè)（6）形成有自身特色的河流河道整治的任務(wù)：（1）以防洪為目的的河道整治，主要是調(diào)整不利河勢、穩(wěn)定主流，以利于防洪工程的安全，防止堤防沖決造成的洪水泛濫。（2）以航運(yùn)為目的的河道整治，主要是使河道達(dá)到規(guī)定的航道尺度，具有合適的流速，不發(fā)生礙航的流態(tài)。（3）以引水為目的的河道整治，主要是保證引水口處的河勢穩(wěn)定。（4）以橋渡整治為目的的河道整治，是使橋梁上下游的水流能平順銜接，不至于橋墩處集中沖刷而危及橋梁安全。（5）以浮運(yùn)竹木為目的的河道整治，主要是增加水深和流速，以迅速地運(yùn)送竹木。（6）以水土保持為目的的河道整治，主要是采取生物措施固灘護(hù)岸，以保障河道兩側(cè)農(nóng)田的安全生產(chǎn)。（7）以景觀為目的：休閑、娛樂、親水、治污。（8）以生態(tài)為目的：河道、水流、生態(tài)多樣性。現(xiàn)代河道整治與傳統(tǒng)河道整治的區(qū)別：項(xiàng)目傳統(tǒng)河道整治現(xiàn)代河道整治治理范圍一河道及其建筑物為主包括河道在內(nèi)的全流域綜合治理治理原則強(qiáng)調(diào)改造自然，行洪排澇，興利除害重視人與自然和諧共處，保護(hù)生態(tài)環(huán)境水功能開發(fā)資源功能資源、環(huán)境、生物多樣性河道治理斷面規(guī)則化、渠道化、河岸河底硬質(zhì)化斷面多樣化、自然化、生態(tài)化堤防建設(shè)忽視水陸連續(xù)性，濕地退化、消失采取濕地保護(hù)措施，保持水陸連續(xù)性水資源利用側(cè)重于經(jīng)濟(jì)用水，造成河道斷流同時兼顧經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)用水治理后影響流域生態(tài)環(huán)境惡化，可持續(xù)發(fā)展條件脆弱流域生態(tài)、環(huán)境不斷改善，可持續(xù)發(fā)展第二章河道特性河流定義：自然形成的輸送流域水沙產(chǎn)物的通道。河流五部分：河源、上游、中游、下游和河口。大河（河道流入海洋）：河源在深山地區(qū)；上游一般流經(jīng)山地或高原，具有山區(qū)河道的特點(diǎn)；中游多在丘陵地區(qū)，也有部分在平原地區(qū)；下游在沖積平原地區(qū)，具有平原河道的特點(diǎn)；河口是河道的終點(diǎn)。較小的河道流入湖泊或其他河道：有的河道消失在沙漠里，沒有河口。大型河流：流域面積大于5000km2；中型河流：流域面積大于1000km2；小于5000km2小型河流：流域面積小于1000km2。山區(qū)河流的形成：地殼構(gòu)造運(yùn)動（內(nèi)動力）：水流侵蝕作用（外動力）：水流堆積作用、風(fēng)化作用等。作用結(jié)果：縱向切割和橫向拓寬而逐步發(fā)展形成的。速度：緩慢，以地質(zhì)年代計(jì)。主要作用：以下切為主。平原河流的形成：水流的堆積作用。作用結(jié)果：平原上淤積成廣闊的沖積扇，具有深厚的沖積層；河口淤積成龐大的三角洲（我國黃河下游的華北平原和長江口三角洲便是這樣形成的）。河床形態(tài)：（1）河谷斷面①斷面形狀：多呈V字形或U字形；V字形河谷較年輕；U字型河谷較成熟；②山區(qū)河流的谷坡往往表現(xiàn)為階地階地形成：主要原因：由于階地面及其斜坡高踞于現(xiàn)行河床之上，因此，無論歷史上是否出現(xiàn)過堆積過程，階地都是河流下切的產(chǎn)物，平原河流在平面上形成的外型：順直型；蜿蜒型；分汊型；游蕩型。斷面形態(tài)：拋物型、不對稱三角形、馬鞍型和多汊型。河型種類：順直型或邊灘平移型；彎曲型或蜿蜒型；分汊型或交替消長型；散亂型或游蕩型。（每一種類型有兩個命名，前一個命名是就平面形態(tài)而言的，系按靜態(tài)特征劃分；后一個命名是就演變規(guī)律而言的，系按動態(tài)特征劃分）河口組成：平原河道的河口段一般由下游河道的進(jìn)口段、出口段和口外海濱三部分組成。第三章河道的河相河相定義：在挾沙水流長期作用下，所形成的某種均衡形態(tài)，稱為河相。$輸沙平衡N河床穩(wěn)定W=d/hj（比值愈大，愈穩(wěn)定）河岸穩(wěn)定的相關(guān)因素：主流的頂沖地點(diǎn)；主流走向；河岸土壤的抗沖能力；灘槽高差。Bs/B= .比值愈大，河岸的穩(wěn)定性越好。造床流量：造床流量應(yīng)該是一個較大但又并非最大的洪水流量。河相關(guān)系分類：沿程河相關(guān)系；斷面河相關(guān)系。持續(xù)堆積縱剖面形成條件：一個條件是上游來水量小，來沙量大，進(jìn)入平原地區(qū)后發(fā)生嚴(yán)重堆積；另一個條件是，河口地區(qū)水深淺，潮流弱，使得入海泥沙沉積在河口附近，使河口三角洲不斷向外延伸。第四章平原河道的河床演變河道平面形態(tài)：河身；邊灘；深槽；淺灘；深泓線。河道曲折系數(shù)K：沿河道中心線，自起點(diǎn)至終點(diǎn)的曲線長度與直線長度之比，稱為曲折系數(shù)K。作用：用于判斷河型。說明：順直型河段普遍存在于不同尺度和斷面形態(tài)的河流之間。水面比降：縱比降：邊灘頭部水位沿程降低；灘尾水位沿程略有升高；深槽部分則恰好相反。橫比降：由于離心力，深槽一側(cè)的水位高于邊灘一側(cè)的，形成橫比降；其大小與縱比降屬同一數(shù)量級，且隨流量的減小而增大。流速分布：沿垂線分布：邊灘與深槽的流速沿垂線分布差別較大，邊灘部分流速分布均勻些。沿流程分布：邊灘上流速自灘頭起沿程增加，至中部達(dá)最大值，以后又沿程減??；深槽部分則與之相反。水流動力軸線：水流動力軸線就是水流最大單寬動量線。變化趨勢：隨流量的增加發(fā)生急劇的變化；枯水流量時，受邊灘的擠壓的作用很強(qiáng)，水流動力軸線甚為彎曲；中洪水邊灘的水流動力軸線偏靠灘唇而取直。水流主流線：水流平面上最大單寬流量所在處的平順連線。河道環(huán)流存在原因：邊灘迫使水流彎曲而產(chǎn)生橫比降，故存在環(huán)流；水流條件變化：低水位時：淺灘段和深槽段水深、流速、比降的差別都比較大；淺灘段水深小，比降陡，而流速較大；深槽段則水深大，比降小，故流速較小。流量增加時：淺灘段的比降減小而深槽段的比降則增大；淺灘段和深槽段水深、流速、比降的差別逐漸縮小。河道沙特征：（1）縱向輸沙。橫向分布：邊灘的推移質(zhì)輸沙率遠(yuǎn)大于深槽的?？v向分布：邊灘中部輸沙率大于灘頭和灘尾的。而深槽則相反，中部輸沙率小于深槽頭部和尾部的，這樣的輸移規(guī)律是與流速場相應(yīng)的。（2）橫向輸沙。由于環(huán)流強(qiáng)度較弱，泥沙橫向輸移的強(qiáng)度也較弱，從深槽沖起的泥沙一般不會達(dá)到相對應(yīng)的邊灘。河道特征：（1）邊灘下移。當(dāng)河岸不可沖刷時，順直型河段演變最重要的特征是犬牙交錯的邊灘向下游移動，與此相應(yīng)，深槽和淺灘也同步向下游移動。（2）河道展寬根據(jù)河岸土質(zhì)情況，還可能呈周期性展寬現(xiàn)象。河道演變動因：（1）推移質(zhì)。灘頭表現(xiàn)為沖刷后退，灘尾則淤積下延，整個邊灘向下游緩慢移動。深槽首部淤積，尾部沖刷，整個深槽相應(yīng)下移。邊灘和深槽的下移，使位于其間的淺灘也相應(yīng)下移。順直型河段的演變是通過推移質(zhì)運(yùn)行使邊灘、深槽、淺灘作為一個整體下移的。（2）流量。枯水期淺灘沖刷，深槽淤積，洪水期則淺灘淤積，深槽沖刷。參與這一變化的，除推移質(zhì)外，尚有懸移質(zhì)中的床沙質(zhì)。河道特征值：曲折系數(shù)：自上游過渡段中點(diǎn)起沿河道中心線至最后一個過渡段中點(diǎn)止的曲線長度Lc與起點(diǎn)至終點(diǎn)的直線長度Ll之比；曲折系數(shù)意義：曲折系數(shù)愈大，表明其蜿蜒曲折愈甚。河道輸沙特性：（1）橫向輸沙（2）挾沙力（3）縱向輸沙（4）縱橫輸沙的結(jié)合自然裁彎與切灘的區(qū)別：自然裁彎是在兩個河彎之間的狹頸上進(jìn)行的，而切灘發(fā)生在同一河岸的凸岸。切灘所形成的串溝，雖然也可以成為新河，但原河彎不會被淤積成牛軛湖，而是形成兩條水道并存的分汊河段。至于兩者對河勢的影響，自然裁彎比切灘要大得多。第五章河道整治規(guī)劃河道整治的目的、任務(wù)及要求：河道整治往往要涉及多個國民經(jīng)濟(jì)部門，要分別了解各部門的要求，并要確定河道整治的主要目的和主要任務(wù)。河道治理規(guī)劃新理念：（1）人與大自然和諧相處的理念（2）可持續(xù)發(fā)展的理念（3）保護(hù)河流特色的理念河流環(huán)境：是指與河流有關(guān)的所有環(huán)境要素構(gòu)成的系統(tǒng)河流環(huán)境規(guī)劃階段：一般包括6個階段，準(zhǔn)備階段、現(xiàn)場勘查階段、規(guī)劃研究階段、設(shè)計(jì)方案比較階段、方案選擇階段和設(shè)計(jì)制圖階段。準(zhǔn)備階段收集有關(guān)資料包括：a.地形地質(zhì)資料b.河流信息資料c.水文氣象資料d.社會經(jīng)濟(jì)資料。規(guī)劃研究階段擬定綜合規(guī)劃方案包括：a.清淤治污，疏浚河道b建沒生態(tài)河流c營造美麗的河流景觀d濱水交通道路規(guī)劃e確定河流的風(fēng)格河岸帶定義：水位變動帶的河床及河水影響的地帶，是河道與陸地的交界區(qū)域。特點(diǎn)：河岸帶生態(tài)系統(tǒng)具有明顯的邊緣效應(yīng)，是地球生物圈中最復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)之一。作為重要的自然資源，河岸帶蘊(yùn)藏著豐富的野生動植物資源、地表和地下水資源、氣候資源以及休閑、娛樂和觀光旅游資源等。是良好的農(nóng)、林、牧、漁業(yè)生產(chǎn)基地。河水自凈原理：（1）自凈作用：是指有機(jī)污染物受到氧化作用而變成穩(wěn)定無機(jī)物的過程。（2）作用形式：稀釋、擴(kuò)散、沉淀只能改變污染物的分布狀態(tài)，只降低濃度，不減少污染物質(zhì)總量；微生物或生物的吸收和分解等作用使河水凈化。 （3）過程：污染物質(zhì)一一細(xì)菌、真菌一一原生動物一一輪蟲、線蟲、浮游生物一一小魚一一兩棲類、鳥和人類這樣一種食物鏈的方式，減少污染物質(zhì)，降低污染濃度的。生態(tài)需水量定義：從廣義講，為維持全球生態(tài)系統(tǒng)水分平衡所需用的水，包括水熱平衡、水沙平衡、水鹽平衡等所需要的水量，都是生態(tài)環(huán)境用水。從狹義講，為維護(hù)生態(tài)環(huán)境不再惡化，并逐漸改善所需要消耗的水資源總量。河流基本生態(tài)需水量的確定：①保護(hù)水生生物棲息地的生態(tài)需水量。根據(jù)代表性魚類或水生植物的水量要求，確定一個上包線，設(shè)定不同時期不同河段的生態(tài)環(huán)境需水量；②維持水體自凈能力的需水量；③水面蒸發(fā)生態(tài)需水量；④維持河流水沙平衡的需水量；⑤維持河流水鹽平衡的生態(tài)需水量；沿海地區(qū)河流防止海水入侵。防洪對河道整治的要求：要有足夠的泄洪斷面；泄流順暢；泄流順暢；必要的保護(hù)。取水工程對河道整治的要求：（1）取水口處的河勢要比較穩(wěn)定。既不能產(chǎn)生嚴(yán)重淤積，妨礙取水；又不能發(fā)生嚴(yán)重的沖刷，危及取水建筑物的安全。（2）取水口附近的水流泥沙運(yùn)動情況，要使進(jìn)入取水口的水流含沙量最小，以免渠道淤積或沉沙池負(fù)擔(dān)過重。在多沙河流上的取水口，要使進(jìn)入取水口的水流含沙量適中，并錯開高含沙期引水。（3）河道中必須有足夠的水位，以保證能按設(shè)計(jì)要求取水，對無壩取水工程此項(xiàng)要求更顯重要。水位的確定方法：當(dāng)河道處于自然狀態(tài)時，一般通過水文觀測資料加以整理后獲得；當(dāng)河道受整治建筑物的影響很大時，一般通過水力計(jì)算來獲得；對于重要的工程還要進(jìn)行河工模型試驗(yàn)；當(dāng)河道河床演變較大時，還要進(jìn)行河床變形計(jì)算；對于重要的工程還要進(jìn)行河道泥沙模型試驗(yàn)來獲得。治導(dǎo)線（整治線）：是指河道經(jīng)過整治以后在設(shè)計(jì)流量下的水邊線平面輪廓，描述的是水流流路。表示：治導(dǎo)線通常用兩條平行線表示；對于分汊河段，以主汊為主，欲保留的支汊也可用兩條平行線表示。在同一邊界條件下，彎道段河寬小于直河段河寬，且兩者之比也是一個變數(shù)。不同類型河槽的整治目的：洪水河槽整治除要求足夠的過洪能力外，還要求有一條較為穩(wěn)定的洪水深泓流路，使防守有重點(diǎn)，以免沖塌堤防和汛期搶險；枯水河槽整治主要是為了解決通航和引水問題。從引水角度出發(fā)要求在枯水期主流穩(wěn)定，且取水口靠河，以保證取水。從通航的角度出發(fā)要求在兩個彎道之間的直線過渡段具有要求的航深，通過淺灘整治來滿足通航對水深的要求；中水河槽的水深大、糙率小、過流能力強(qiáng)，它是規(guī)定河道形態(tài)，對河流起決定作用的河槽。通過整治穩(wěn)定中水河槽，就易于在各種水流條件下取得河道整治的效果。確定治導(dǎo)線的注意事項(xiàng)：（1）盡量利用巳有的整治工程。枯水治導(dǎo)線還應(yīng)盡量利用邊灘和河心洲（2）布置治導(dǎo)線，特別是枯水治導(dǎo)線，要避免洪水漫灘以后河灘水流方向與河槽成較大交角，以免枯水河槽在洪水時淤積（3）盡量利用河道自然發(fā)展趨勢加以引導(dǎo)。（4）布置治導(dǎo)線時力求左右兼顧，上下游呼應(yīng)。（5）應(yīng)盡量滿足各個經(jīng)濟(jì)部門對河道整治的要求，當(dāng)各部門的要求相互矛盾時，按整治的主要目的確定。河勢：就是指一條河流或一段河道的基本流勢，有時也稱為基本流路。河勢規(guī)劃的原則：全面規(guī)劃，綜合治理；因勢利導(dǎo)，重點(diǎn)整治。城市河道普遍存在的問題：行洪能力降低；水質(zhì)普遍惡化；生境多樣性喪失。第六章河道整治工程措施工程線：每一處河道整治工程的丁壩（或垛、或磯頭）頭部的連線，稱為整治工程位置線，簡稱工程位置線或工程線。完整的彎道一般包括三部分：上段為迎流段，一般采用大的彎曲半徑甚至直線，以利迎流入彎；中段為導(dǎo)流段，宜采用較小的彎曲半徑，以便在較短的距離內(nèi)改變水流的方向；下段為送流段，彎曲半徑比中段稍大，以便送流出彎。第七章河道整治建筑物按照建筑材料和使用年限，河道整治建筑物可分為輕型（或臨時性）和重型（或永久性）的整治建筑物；按照建筑物與水位的關(guān)系，可分為淹沒和非淹沒的整治建筑物；按照整治建筑物干擾水流的情況，可分為透水建筑物、非透水整治建筑物和環(huán)流整治建筑物。對河道整治建筑物的基本要求：抗水流沖擊性能；強(qiáng)度和抗滑、抗傾穩(wěn)定性；地基的承載能力要保證不發(fā)生破壞；建筑物的柔性散拋石：優(yōu)點(diǎn)：在水流的作用下，河床被淘刷坍塌成各種不規(guī)則的沖刷坑，巳有的護(hù)坡護(hù)底塊石可以隨著沖刷坑的發(fā)展及時自由沉蟄，以免因沖刷坑的發(fā)展加大而影響整個護(hù)坡的安全，并且可以隨時補(bǔ)充拋石恢復(fù)巳坍塌下蟄的塊