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西江下游(肇庆~虎跳门)、北江下游(清远~河口)、莲沙容水道自2000年至2004年做了大量的航道整治工程。为了掌握和分析工程前后河床动力和沉积的变化,为进行工程整治效果后评价收集资料和提供科学依据,四年间对这三条航道的床沙变化进行了跟踪研究。这三条航道对整个珠江三角洲的经济和生产生活有着重要的意义。研究航道床沙的变化及其趋势关系到珠江三角洲航道整治的方向、河道采沙影响效应和航道资源的开发利用等,对珠江三角洲河道治理、防洪、防暴潮和咸水入侵、生态环境保护都有重要的参考价值。
本文运用沉积学的观点,采用动力地貌学、河床演变学、河口动力学、河流动力学等多学科交叉的研究方法,以三条航道2000至2004年洪枯季共四次采集到的约1600个床沙样品资料为基础,对其使用筛析法、沉析法及综合法进行粒度分析,得出该地区床沙的粒度组成特征和床沙中值粒径、平均粒径、分选系数、偏度、峰态等重要粒度参数。
利用粒度分析资料研究床沙分形特征的过程中发现:本研究区域床沙的分形特征明显,即具有自组织性;利用质量法求解分维值(分形的度量)方便,且较为准确;分维值的取值范围应该是0<D<3;珠江三角洲床沙的粒度分布函数用Weibull分布函数拟合效果较好;无标度区的确定对求解分维值非常关键,本文使用Fortran编程处理与人工检验相结合的办法,较为准确的确定了该区间,其起止点的范围分别是0.001~0.01mm和0.3~1.4mm。
文中把采样点的水深、粒度参数及分维值等7个参数作为变量进行了对应分析,洪季的床沙可以分为3种类型,枯季床沙可以分为5种类型,每种类型的不同变量之间存在一定的相关关系,以Sk-Kg和Od-Sk相关性最好。枯季床沙与1977、1979、1998年粒度资料对比;枯季床沙按2004年类型合并,内部再运用对应分析方法分析,最后发现类型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都存在不同程度的河道采沙,类型Ⅰ分布区丁坝等航道整治工程较多,水深、中值粒径变化不大,分维值D明显增大,航道趋于稳定,整治效果良好,类型Ⅲ处于河流的节点处,动力强劲,H超过25m,最大,Md多在2Ф左右,与同水深其它地点相比,异常的粗。