长江下游河流运动特性

是 江 下 游 河 流 运 动 特 性 ’ 日本轰繁臀繁速水硕一郎 1 。 落 动 方 程 式 今假定河底系平面 , 且与水平面成 j角 , 拜假定河底与河水面平行 , 在稳定状态的坛 动方程式 , 可由 一F列近似式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示 : 二 a拼 a f, 、 a 林 1 . _ :协去忿一 = 奇犷 嘴(v + n )借卜十+ g J⋯⋯ (1 ) Ox 己z 砚、 ” ” / O z J ’ 一 “ 、 一 ‘ 此处 x 朝取水流的方向 , z朝从水面向下 量取 , 协为一定时固的平均流速 , g 为重力加 速度 , v为水的动粘性系数 , ”为提乱系数 。 握乱运动是不难定的现象 , 只能用概率渝来 税明 。但它随着时简的过去 , 逐渐与出癸当 时的条件失去了关系 , 而接近于同样的慧定 状态 。 这样的稳定状态表示着自然界的普通 法月叮“ 在这个现象下具有最重要作用的是援 乱系数 。 在( 1 )式的堤合 , 其近似值女目下 : 地成立 , 畏江的流速分布多用此式来表示 , 此式对各河流所特有的量只是斌盯万的值 , c是普通常数 , 由是江的流速分布所求出的 c 值为 0 . 1 ~ 0 . 2 。 协。 是表示援乱唇底面的流 速 ; 在多数的情况下 , 是由训百j石es所决定的 普遍的数值 , 所以稳定肤态的流速 , 只由 斌 -团F的值来决定即可 ; 根据实测是江的表 面流速 , 大体如表( 1 ) , 江底附近的流速 , 表(一 )长江各地的水面流速 _ e ? (h Z 一 2 2 )2 4 h 2 ⋯⋯( 2 ) 式中h是河的深度 此是与单位然关的普 遍常数 , v与”相比很小 , 以后可以忽砚之 。 2 . 流 速 将( 2 )式代入 (i )式求协 地地 名名 表 面 流 速速 (((((公尺 / 秒 ))) 重重 登登 1 。 0 ~ 4 。 000 宜宜 昌昌 I。 0 ~ 1 。 666 城城 陵 确确 1 。 0 ~ 1 。 666 澳澳 口口 0 。7 ~ 1 。 555 九九 江江 0 。7 ~ 1 。 555 大大 通通 0 。 6~ 1 。 444 通常的是表面流速的60 怀~ 70 多 , 特( 3 )式 代入( 2 )式得馒乱系数之值为 : 卜= 卜。 + 艺V g jh C f l 了 屯 . , 丁百 ~ 一一芬万下u 勺” 一” ’、O , J 马Ll 一 、‘ 夕 _ ch 杯药万. ,I ~ ~ 一 一 几 ~ —乙 ( 1 一梦)斌 一一七几 · ·⋯(4 ) 式中卜令 , 汽 一二流淤 3 。浮 游 泥 沙 由( 3 )式所表示流速在深度上的分布 , 就是 ( 1 )式的解答 ; 此式对宽魔的河流普遍 在摄乱遥动所牵涉的量中 ) 用浮游泥沙 的量代替运动量 , 具哆( 1 )式改如下式 : , 本文系日本速水颂一郎所著 “长江与黄河” 一害(19 43 年版 )中第一章第四外 ) 原名 “运动” 。 经王源同志井第一章全部择 出 , 我们这里只刊由其中的 第四静 , 并改用现在的题名 —编者 · 1 (总85 9 ) · 弃万。理拿{ 一 。 粤 ⋯⋯( 5 )o 场 砚 0 马 j ’ 0 与 这是表示稳定肤态 浮游 泥沙分布 的式 子 , 式中 e是翠位体猜内的含沙量 , 。是水 中浮游泥沙颗粒的沈降速度 ) 川劝(4) 式可求 出 , J涛( 5 )式稍分得( 6 )式 。 19卫 0 o 只(屯)⋯⋯(6 ) 式中 斌 2 。 e 斌g jh 屯。 斌百d屯 屯(工一屯2 )训 屯 (7 ) 化 , 与此相反在0 . 3以上 , 则浮游泥沙只限于 底而的附近 。 畏江的浮游泥沙的 粒理 非常 扣 ,根据作者稠查 , 粒攫在0 0 5 ~ 0 . 01 公厘的 通常占3 0 ~ 40 呢 , 所余者在 0 . 01 公厘以下 。 颗粒道樱在。。C5 公厘 , 其沈降速度大构相当 于0 2 公分 /秒 。 斌意正 的数植在畏江下游为 5 ~ 7 左右 , 所以 “ / 训 g jh 的植常在0 . 05 以下 ) 浮游泥沙 均含晕从底面到水而变化不 大 。 固二 长江浮游沙箱杜 (粗垃成分 、市京 f . 一一Q e。表示在屯。深处的 0 值 , 山此式所求得 的浮游泥沙的分布是普遍的法只小函数 9 (如 的形状 ) 在一般河流上都是共同的 , 只有 。 / 斌g jh 是各河流所特有的量 , 屯。表示掩乱 屠底而的深度 , 很接近于 1 , 在畏江及黄河 取屯。 “ 0 . 9 9的)llJ 不会有大的淡差 , 对微粒的 泥沙e 。 = 1 只 10 弓克 /公方 ) 。 / 杯 g jh 可假定 二 、 三个与实际川近的数值代人 (6 )式 , 求 出浮游泥沙分布的拮果如周 ( 1 ) 。 固一 宽广河流浮游泥沙的垂直 分布 即 八硕环二 03 5 0 0 00 。 人苏一 。t05 SQO , 。喃几 二02 0 . 5 } ‘”器年旦月在南京采取的浮游“亡沙 ’尸’方淤匕火 - ,一习 蛟大的粗粒 。一r 一了 - 〕下了 ‘ 己 i 『 ‘ ! __ . 一 ~ \ 50 0 “0 1 4 . 河 床 箕 阿卜仁队…河深的分数„ 山 人命 = 00 2 含沙量 (克 ·公方 由同看出 。 ‘斌gj h 的植在 0 . 0.5 以 下 , fllJ 浮游泥沙的量 从底而 到水而 没有 大的变 长江平均含沙量如为 1 00 ~ 1 , 0 00 克 / 公 方 , 其中粒视 0 . 0 5 ~ 0 , 01 公厘的颗粒含量钓 为 3 0 ~ 3 0 0 克 / 公方 。 根据前断 的 分 布 法 则 , 与此保持平衡的底而 讼含沙l青 , 没共粒 攫为 0 , 0 3 公厘 , 则其含晕为 40 ~ 40 0 克 / 公 方 , 在底而的含沙量e 。 = 1 x 10 、克 /公方中谨 占 0 . 4 ~ 0 . 0 4 多 。 所以河床贾的大部分是由 与浮游泥沙完全不同的撇粒磷成的 , 它只限 于底而的附近 。 今考虑河床箕颗粒的祖成 , · 2 ( 总3 G 0 ) · 是戏浮游的颗粒全}吸于底面附近 , 井且根据 ( 6 )式与底面}{须粒之JHJ 保持平衡 , 浮游物 臂越靠近底而 , 河床必然越是稳定 , 假定河 床臀全是由同一的沈降速度。的颗粒祖成 , , , _ _ _ _ 二 _ L , , _ , _ , 、 , , , e _ _ _ 二 , , 并且 e。 = 1 只 1护 克 /公方Rlj 比曰妥生 二 10 一5 的‘ ’一 一” 一 一 ’ 一 ‘ 一’ ‘一 ‘ ’ ‘一 氏 一 深度较淡的地方 ) 实际上榆查不出泥沙 。 此 深度屯可将上述条件代人 (6二式求之 , 即 表(二 ) 稳定 的河床首中沙拉 的理输分布 0 . 4 3 4 3 训 2 。 e斌 g jh · /了丽 {爵蜜鬃 .定滥 } 一 i){i旦_ jes es g{卫旦 es es { { 1 ·竺一 一 ⋯龙令。 一 。. 2将万篡于用各种不同的值代入丫 g Jll其相应的 仁值 , 可得很有兴趣的桔果 。 , 求即 0 。 3 0 {1份斌 g jh 之0 。3时沙粉限于底面附近 。与此相反 , m斌药石人 蕊 0 。 2 时 , 期分散 到表面 。 口斌 g jh 二 0 肠 月四在雨者的中尚 , 换言之以肆琴 = 0 . 3 附近为界限 , 颗粒浮游的’一~ .了 gj h 一 ’一 ” ·一 - - 甘一 ’. 一 ~ 一· J 一 , . ,界狠急速的变化 。 取与这种界限相当的颗粒为标准 , 假定这种颗粒的浮游界限以上没有浮游颗粒 州冷河床鬓中各种颗粒的百分数补 算桔果得表( 2 ) 。 此表表示在河床浦足上述 的平衡条件下河床臀的粗成 “ 但是天然河流中 不能 完全满足 这样条 件 , 杯厄)万舫自不断的有些变化 , 河水中一般 因含有浮游泥沙而混镯 “ 因此实际上河床臀 的粗成与上述的假想值不相一致 , 雨者的偏 离是表示河流特有的水理性臀的指标 。 5 。辰江下游河床的安定性 畏征河床鬓的粗成究竟如何 ? 畏江从洞 庭湖的出口城陵磺到河口豹 1 , 3 00 公里之阎 , 流量水位变化的型式相近似 , 所以是具有同 样性胃的区域 , 在此段由各地采取 的河床 鬓 , 作者曾逛行翘成的分析 ,共粘果大体如圆 ( 3 )所示。圆中井言已有最低水面下的深度 , 由 圆看出畏江下游的河床臀 , 在全河道上是具 有非常均一的粗成 , 除了特殊地区 , 主要是 由枷沙(粒侄0 . 10 ~ O 。 25 公厘 )所韧成 。 为了 对这种河床胃应用前箭的研究 , 将畏江下游 的杯 g」h 值 , 用 各段的水面坡降和平均水深 补算如表( 3 ) o 由此表可将河床箕的粗成从雨方面来研 究 。 ( 1 )最大含有率的沙粒 , 由表 ( 2 ) (O 杯 g jh = 0 . 3 可得出河床臀 中含量最多的 砂粒之大小 , 将表 ( 3 夕中的斌g jh 植代入 , RlJ 得相应的 0J 值 。 而 。 与粒艇荟之简又有一定 的关系 , 因此更可求出相对应的粒视 , 其拮 果如表( 4 )所示 , 但粒径是在水温为 20 O C 时的数值 。其次将城陵磺至河 口周采取的河 床臀藏料1 57 个分析的桔果如表( 5 ) 。 · 3 (总3 6 1 ) · 圈三 长江河床赏的纽成分布 O 粉沙。. 沥一 1 . 1 0公厘 . 栩沙。. IG 一。。幼公厘 . 中沙0. 2万一。. 4 2公厘 . 扭沙3 . 42 一1 。00 公厘 O 操> l 。00 公厘 孚孚一“丫竺竺冰刀甘叫叭叭六恤八枷洲甲即咖遥遥一一 ,洲洲!!!哪哪川川))))))明明⋯⋯阿⋯⋯⋯⋯⋯⋯山山八列火火荔荔⋯⋯儿儿报报少少qqqqqqqqqqq 产产产产 江江江心心心心心心心心心心心lll { , l 二 , l 二 ’ ⋯ ’ 月 二 ’ ! 、 ⋯ ⋯⋯⋯ 米级鱿叨% 邻8070印功 40加劝10 最枯水位下的水深累百加分数(由如圣粗„ 距吴淞的里程 ( 公里 ) 表 (三 ) 长江的斌蔺币值 { 区 。 ⋯一一李刃一川卜孵蔡墨矍墨⋯ { 一掣李缨牛竺一舟竺牛竺月 } 一警掣二擎丰里二月望生丰竺牛- }卜毕二梦牛~卫目一旦生匕二色 ~{ }些些二竺王 .二军一些 ~洋理一} } 登口一城凌戳 卜_ 7 .0 { 4 · 6 } 5. 6 一} 如 流 闪 的, 州 _ 口O .口 O 〔口 闪的 _ 哪二 卜. 吐】 , . , 哪 闪 甲闷 OT卜060的对口 哪 ‘门 , 叫 因 , 叫 C门 的 , 叫 闪 C匀 因 卜 卜 aO 公的 们 O的的。O的N。01闪. 一一一 O的闪.OT闪.0的1 . 闪 中 闪 闪 闪 的甲叫 O的工。O 一 0OT 。 O 璐舞盆卿小拭拯碳瞩坟君从雌 争低潮时 长 扮高潮时 闪 闪 裳咪!月嚼月嘿|果果墩 嫩l蒯粼蒯铭l月 袱月袱| 口减口桃!祖翅娜 (以召磷表(四 ) 训官)万与最大含量的颗拉 . 止亚巫 巨 生少 丝 里全竺二翌二三竺一星上兰‘竺兰一平均二。 (公、 ) { 0 . 16 0 · 10 0 · 2‘ ”· 24 匕 。 4 ( ,益3亚 ) · 表( 5 )内凡属最大含量的沙粒 ) 其重量 占全重量的百分数平均达49 呱 。 比蛟表 ( 4 ) 及表( 5 )的数值 , 得知畏红下游大体处于平 衡状态 。 至于从另一方面的研究HlJ 如下述 。 ( 2 河床直的粗成 畏江河床箕的粗成 在圈 (三 )已表示共大概 , 再就二 、三个实例 , 祥扣分析如第圆(四 ) 。 圆中粗筱表示表( 2 ) 的假想粗成 。 由圆可看出实际粗成与假想粗 固四 长江河床贫的纽成 犷一:一、嘶|州!以1.J叮了601 1501 1.01游‘累加百分数ƒ由删至粗„ 0石】乃 1 5 2刀 2. 5 3 0 3石 4 月. 5 盆O‘5 ‘0 功 助 匆 10 乃 一1 0 一2 0 13 0 1 今O 沉沙餐粒的沉阵速度 ( 公分/秒 ) —理言晶分布 ( 自左圣右 ) : J 正压韶3—实际分布 ( 自左圣右 ) :备江 除 ( 头浓上游 1筋 公里 ) 4 。大盈河槽 ( 吴稚上游 5 7 5公里 ) J 甭h = 6 了已几= 7 了酌h== lo 1 。岳喝河槽 ( 头淞上游1艺5 6公里 ) 3. 谈口河槽 ( 吴淞上游1 0 6 0公里 ) 5. 富 池 目 ( 吴淞上游 84 0 公里 ) 成很相一致 , 表示畏江下游的河床对上远的 平衡条件很能满足 。但雨者在 /J课真粒部份有 些偏离 。 这种偏离是因为和畏江的浮游泥沙 保持平衡 。其数量谨占圣绍书的0 . 3 ~ 0 . 03 书 。 所以浮游泥沙的增减蔑乎与 河床 臀没有关 系 。 圆 五 )为河床鬓颗粒的一例 。 表 ( 2 )的 假想祖成是在摇定肤态 , 所以斌g jh 是一常 数 。 但实际的情况 斌 gj h 是 不断 变化 的 , 河床亦相对的变化 , 河床臀的粗成亦变化 。 虽然这样 , 畏江的河床臂接近于 一定 的数 值 , 是应注意的 。 这不 革是由于杯琶开厂的变 化小 , 在很大的程度上是由于温度的影响 。 圆五 长江的河床贫颗拉 最大含量 ( 江隆 ) 6 . 水 温 水温和泥沙一样受搔乱运动而紊乱 , 它 的分布是与沙粒的沈降速度 。等于零的时候 · 5 ( 总3 63 ) · 相当 , 所以河水的温度从表面到河底是一样 的分布着 。 沙果真粒的沈降速度。 是随着水温 而变化 ,水温高时。大 , 水温低时。小 。圆 (六 ) 表示变化的一例 。 畏江 的水温在 8 月拘为 3 0 “ C o 在 2 月拘为5 “ C 。 所以如平均粒攫为 0 。 2公厘的沙粒 ) 其沈降速度在夏季为2 , 1公 固六 泥沙颗拉的沉降速度受水温的变化 沙粒的千灼直径ƒ公厘„ 洗降速度 ( 公分 /秒 ) 厘 /秒 , 冬季为 1 . 5 公厘 / 秒左右 。 另一方面 水深h也和水温相同 , 通常在 8 月最高 ‘ , 在 2 月最低 , 训gj h 的值平均在夏季狗为 8 , 在冬季韵为 5 ) 若使 。杯 g jh 二 0 . 3 , HlJ 。 的值在 2 . 4 ~ 1 . 5 公厘 /秒简变化 。 所以水温 的变化补偿了水位的变化 , 在。杯面牙 二 0 . 3 时 , 颗粒的直视在一年内没有什么变化 。 这 可能是畏江下游河床平均接近于稳定状态的 主要原因之一 。 圆 (七 )表示漠口平均河床高 度的变化 , 河床在斌翻百的变化大时变动亦 敏锐 。 固七 长江河床的变化 (漠口 ) 关璞水口 位海 平平 均 之朵 度度二二羚心气厂一一止止比少少哗一一 漠口海关水零尺下的深度 1月 2 月 3 月 ‘月 吞月 6 月 7 月 吕月 , 月 1 0月 几1月 1 2 月 I 月 7 。了口 盈 畏江下游 很多的 现象是 接近于 稳定状 态 , 河床也大致安定 , 体现出很多的普遍法 Rll 。 能使这种稳定状态不断的费生动摇 , 从 魔意上靛 , 是太踢活动的律动变化 , 共拮果 使水位有所异降 。 水中的 含沙量 亦随此而 不断的变化 。 但是它的粗成没有大的差别 ) 与河床臀兴乎没有关系 。 因为畏江的河槽很 深 , 平时江水限制在河槽以内 , 洪水时期祀 蓝到雨岸的低地 。 此时泥沙随着水的流动停 止而沈溅 , 汇盗的水除了因 蒸癸而 变迁以 外 , 在低水期又流归河槽以内 ) 不象黄河那 样改变 了河槽 。 泥沙的含量是很少的 , 共一 牛以上是由粒侄在0 . 01 公厘以下的微袖颗粒 所粗成 ,在平静的水中援援地沈降 , 由沈殿生 , e ( 总3 64 ) · 成的土富有粘着性 , 缺乏透水性 。 最后观察 由水位异降所引起江水祀嵘的情况 , 畏江雨 岸分布的冲精陵地的高程是钓略与当地的最 高水位相等 , 由裤港与是江莲通的湖泊共底 部高程大拘等于中等水位 “ 沿江各地的这些 数值如表( 6 ) o 表(六 )长江各地水面高程 (吴淞零点 以上 ) 地地 名名 最高水位位 最低水位位 中 水 位位 (((((公尺 ))) (公尺 ))) (公尺 ))) 城城 陵 碱碱 3 3 。222 18 . 222 2 4 。 444 漠漠 口口 28 . 111 12 。 555 19 。 555 九九 江江 即 。 555 7 。 555 14 。 111 安安 魔魔 1 7 。 111 4 。 444 10 。555 燕燕 湖湖 ’11 . 999 3 。 222 7 。 000 南南 京京 马。333 3 。222 5 0 888 镇镇 江江 7 。888 3 。222 6 。 2 ““ 供水期缈的水深上异到天鼻鲜所等水位 ) 的程度 , 在签季红水面比湖阵坯降到 (中等水位一低永位 )的罐度 , 所 以湖泊坐乎乾涸出来 ) 流 入畏江南岸湖泊的 各大河流的阪水期是在五 、 六月 ) 畏江干流 的涨水期是在七 、 八月 , 所以洪水期湖泊的 沦嵘区域是受干流水位的影响 ; 如果前者的 涨水期推迟 , lllJ 全已谧将特别靛重 。 共中漠水 与于流的涨水期钓略相同 , 所以漠水特别涨 水时 , BlJ 武漠周圃地区淹没于水下 。是江的泛 磕中以这种情况最为危险可怕 。 自燕湖以下 受潮汐的影响 , 特别在饭江以下更为顺著 “ 此区域的南岸有以太 湖为 中心 的湖 泊群 , 、 由静多的涛港与最汀莲通着 。 在吴淞高潮时 的水位 , 最高为 5 公尺 ) 中等的为3 . 5公尺 , 最低为2 公尺左右 , 低潮时的水位中等1 . 5公 尺 , 最低主奏近于 0 公尺 。 太湖周圃隆地的高 程与高潮时的最高水位相近 , 湖泊的水面在 高潮时 (洪水期 ) 与中等水位相接近 , 枯水 期与低水位相接近 , 湖底大拘与低潮时的最 低水位相接近 , 所以湖泊里的水在低潮时只 」熊流出 , 籽年不能乾泅 “ ’一 王 源 摘择自 “反江与黄河” 一 害 , 1 9 4 3年版 中低 (上接第13 面 ) 平方公里予以分区 , 求出合成圆的和 , 可得出良好 的效果 。 本文系释朗查研究的桔果 , 它对任何地点的河 川工程 、水诱舒划 、 水服操作 、洪水稠筋 、洪水顶 报 、水理 、 桥裸和措路舒划等都有实用的塌合 。 但 由于它的影响因素很多且各个复锥的关系是有机桔 合的 , 今后仍需退一步的分析研究 , 但作者相信它 比从来任何的舒算方法都优越些 。 作者榷信 , 在我团 (指 日本—祥者 )任何山地河川 , 均能滴用 , 只耍稍稍改变k 。及其他因素的 值 。 - 本文是已艘表的三个报告 ( 1 . 雨量同洪水量 , 2 . 太田川洪水昆缘研究和洪水预报 , 3 . 洪水到达时 简的舒算公式 ) 的雀镇 , 也就是完成渝文的桔束部 分 。 篇此报告 , 不能巡行特别的洞查 , 本 文 的 整 理 、研究和分析 , 大半是作者一人在工余之暇淮行 的 , 因之不充分的地方一定还很多 , 猜大家提出高 兄并抬以修正 , 相信对这方面的工作将有很大的效 益 , 此乃作者敢于提肇完成本文的原因 。最后 , 对 魔岛郸水文气蒙速格协锚会抬作者提供查料及其他 种种支持的藉位先生以及对始胳鼓励作者的魔岛气 象台仁科台辰致以探切的感黝 。 都 宣 仲 译自日本 “河川” 推志 1 9 5 6年 5 月号 · 7 (总3 65 ) .