基本介紹
- 中文名：河流裁彎取直
- 外文名：cut off of river
定義,形成原因,著名實例,河道改造中的裁彎取直工程,工程意義,操作原理,工程弊端,
定義
水流沖開彎道間的狹頸逐漸發展成新河的現象。彎曲型河道演變到一定階段時，同一側的兩個河彎之間的距離越來越短，從而形成很大的河環，在洪水期，有可能在狹頸處沖開，並逐漸發展成為新河，稱為自然裁彎取直。裁彎發生後，新河將發生強烈地沖刷，河床斷面迅速擴大，而老河則相應淤積，在老河完全斷流以後，新河就成為通過全河流量的單一河道，而老河則常形成牛軛湖。如不採取人工措施新河又將逐漸彎曲，進入下一個彎曲發展周期。有時為了防洪和航運等工程需要，也常採取人工裁彎取直的措施。
形成原因
蜿蜒型河流是平原地區常見的自然河流型式，美國的密西西比河、俄羅斯的伏爾加河、中國的下荊江、黃河、薊運河等河流，都是具有代表性的蜿蜒型河流。在河流演變過程中，因為凹岸不斷受到沖刷，而凸岸則一直處於淤積狀態，河道的彎曲程度逐漸加劇，演變為河環。在河環之間地帶，稱為曲頸。相鄰河彎的曲頸受水流衝擊變狹，一旦曲頸被水流切穿，河流隨即自行取直，這種水流穿擊河道改變河流形態的現象，稱為裁彎取直。裁彎取直這種河流演變的現象多發生在自由流淌的蜿蜒型河流上。平原地帶的河流在曲流的作用下，凹岸受到沖刷，凸岸泥沙沉積，這是蜿蜒型河彎演變過程中最重要的特性。當蜿蜒型河彎發展到一定程度，兩個逆向河彎按某箇中心點，呈S形擴張，河彎曲頸縮窄，當水流擊穿河彎頸部後自然河流就產生裁彎取直。發生裁彎取直現象後，裁斷的舊河彎就逐漸萎縮，發展成為一種獨特的湖泊，因其形似牛軛，故稱為牛軛湖；取直後的河流流程縮短，落差變大，經常會加速衝擊，形成主槽。在山地的陡深河彎，也可能因為水流侵蝕曲頸而發生裁彎取直。原有的河彎被廢棄，河床底岩暴露在外，形成離堆山。
關於曲流的形成機制，水利研究部門進行了多次科學試驗，發現曲流的形成除河流必須具備一定的流速和含沙量外，還與河床的物質組成有關。實驗表明，由細沙組成的河床，河床容易展寬並形成一些邊灘，如組成物質是沙，因穩定性小，所以只能形成一般彎曲的河床，不能形成蜿蜒曲折的曲流。如果河床由兩種物質組成，下面是沙層，上面是粘土層，此時河床既具有沙層的不穩定性，又具有粘土層的較穩定性，河流在不穩定的沙層上發生彎曲，使粘土層崩塌造成較穩定的邊灘，迫使彎流進一步彎曲形成曲流，到一定階段就出現裁彎取直現象。
著名實例
中國曲流最發育的河流為下荊江(長江藕池口——城陵磯段)。直線距離僅87公里，而天然彎曲河道的長度達240公里，河道蜿蜒曲折。下荊江在人類有史記載的時期里曾發生數十起河道裁彎取直過程，最近一次發生在尺八口，時間為1910年，使得尺八口附近遺留下一個巨大的牛軛湖。
河道改造中的裁彎取直工程
工程意義
根據蜿蜒型河流河彎演變的自然規律，憑藉水流的衝擊力，將形態彎曲的河流進行人工取直的工程手段，稱作裁彎取直工程。裁彎取直的目的是降低河彎上遊河道的洪水位；減輕河道潰決對堤防的壓力，避免對下游地區的生命財產、工礦企業、交通運輸造成損害，降低航運成本。
操作原理
自然裁彎利用曲頸兩側水位差，當水流漫灘，沖開一條通路，漸漸發育成為新河。裁彎取直工程則是利用這種自然規律，在曲頸部位，開挖一條小型導渠，利用自然水流沖刷力，衝擊形成新的河道。
工程弊端
一方面，放洪水快速通過，有可能會使更多的地區遭受洪水的威脅。截彎取直的初衷是去除河流的阻水因素，便於上游來水更快下泄。但這樣的措施卻將洪水由高水位的威脅，轉化成了高流速的威脅。雖然人類已經有能力通過工程措施加高加固堤防，進行水位控制，但是高流速對河床、河岸沖刷造成的破壞損傷，利用工程措施很難避免。因此從現階段來看，洪水高流速、大沖刷的威脅，相比高水位的威脅而言，更加難以對付，增加了難以預料的風險。簡單的說，人為加快洪水流速，縮短洪水下泄通道，不是河流治理正確的選擇。因為，洪水流速加快，沖刷力和衝擊力也隨之增大，對下遊河道的破壞力也就不可避免的增大了。
另一方面，人們放棄大量珍貴的水資源和動植物棲息生長的環境，會對自然造成不可恢復的破壞。以一個特定區域來分析，河流的彎曲特徵越明顯，水面覆蓋面積就越大，水面覆蓋面積越大，則水資源區域補給量就越大，河流裁彎取直會減少濕地面積。國際環保組織（UNEP）公布的研究表明：濕地具有保護區域生物多樣性、降解河流水污染、保持生態平衡的作用。濕地每年創造出的價值是熱帶雨林的7倍，是農業用地的160倍。濕地的存在是以充足的河流水資源為前提的，如果離開了河流的補給，濕地保護便也無從談起了。
