强人类活动影响以来西江下游河床稳定性分析研究

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西江下游是珠江网河的主干,是珠江三角洲最重要的泄洪通道。2005年7月在西江的九江镇河岸发生了重大塌堤事件,10多栋楼房倒入河中,300户居民约1000人被迫迁移,而这正是河岸不稳定造成的危险讯号。近十余年来人类活动在很大程度上改变了西江下游的河床边界条件和水动力条件,很可能是造成河床不稳定的重要因素。因此非常有必要对西江下游的河床稳定性进行分析研究。 本文在分析西江下游近十多年来水沙特征和河床冲淤变化的基础上,引入河床纵横向稳定性指标系数来分析各河段的纵横向稳定性,引入拖曳力计算来分析评估河岸的稳定性。 分析结果表明,高要水文站和马口水文站的水位~流量关系曲线逐年向右偏移,即同水位时流量增加,同流量时水位下降。马口、三水水文站的分流、分沙比在1993年发生了突变,西江下游分流、分沙比明显减小,但近期处于调整阶段。西江下游整个河段床沙明显细化。 河床冲淤计算结果表明,1992~2005年西江下游总的平滩容积量增加了51544.82×10<4> m<3>,年均冲淤量为3964.99×10<4> m<3>,全河段平均下切了3.7m,年平均下切约28cm,但各河段冲淤变化幅度不同,故河床稳定性程度亦不同,表现为空间上的差异性;西江下游1992~1997年时间段内年均冲淤量为2666.9×10<4> m<3>,1997~2000年时间段内年均冲淤量为4483.83×10<4> m<3>,2000~2005年时间段内年均冲淤量为4951.77×10<4> m<3>,表现为时间上的差异性。 在分析了西江下游河床冲淤变化的基础上引入纵、横向河床稳定性指标系数计算,计算结果表明西江下游河床纵、横向稳定性总体上表现为两端稳定性好于中间河段。 本文引入了河岸拖曳力的计算方法,并在此基础上对河岸的稳定定进行了系统评估。在西江下游选取143个断面来分别计算其左、右岸的拖曳力,计算结果表明目前西江下游河岸相对比较稳定,不稳定段主要集中在河床深切幅度较大使得河岸坡度增大的窄河段,在选取的143个断面中,左岸稳定段占90﹪,不稳定段占8﹪,极不稳定段占2﹪;右岸稳定段占89﹪,不稳定段占9﹪,极不稳定段占2﹪。综上所述,通过研究强人类活动影响以来西江下游的河床稳定性,有助于正确认识和把握西江下游的河床稳定性情况,为解决西江防洪、堤岸保护和沿岸人民群众的生命财产安全等关系到国计民生的问题提供科学依据和参考价值。
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