造床流量

造床流量是指造床作用與多年流量過程的綜合造床作用相等的某一種流量，其特點是不等於最大洪水流量。在水工計算中常常使用所渭“造床”流量，造床流量是指在某一時間段內( 通常是水文年)，與同時期的其他流量比較，它對於河床的作用為最大的流量。

基本介紹

• 中文名：造床流量
• 外文名：channel forming discharge
• 屬性：流量
• 特點：不等於最大洪水流量
• 流量確定方法：採用平灘流量法或馬卡維耶夫法

簡介

造床作用與多年流量過程對沖積河流的綜合造床作用大致相當的某一代表流量。一般認為可取對河床形態有較大塑造作用的某一流量。以該特徵流量來代表河流中實際上不斷變化的流量過程，可使來水、來沙條件大為簡化，從而便於研究這些條件與河床形態的關係。所謂造床作用較大，系指流量大而且作用時間長。洪水流量大，輸沙能力強，但其歷時不長，造床作用不一定大;枯水流最小，輸沙能力弱。雖然其歷時長，造床作用也不顯著。

造床流量的分類

據分析，在大多數平原河流有兩個不同的範圍，其中一個大致相當於多年平均的最大洪水流量，水位約與河漫灘齊平，一般稱為第一造床流量；另一個稍大於多年平均流量，其水位與邊灘灘面高程接近，稱為第二造床流量。還沒有較完善的確定方法。

在河道整治中，常根據第一造床流量相應的水位，統計鄰近優良河段的河相關係，規劃中水河槽。在航道整治中，可根據第二造床流量決定整治流量與整治水位。

分析造床流量的方法

分析造床流量的方法很多，根據各種方法的適用範圍，其大致可分為以下幾類：

1) 平灘流量法

平灘流量法就是採用水位與河漫灘相平時的流量作為造床流量，其依據是，水流在漫灘前，隨著水深的增加，流速不斷加大，造床作用不斷增強，漫灘之後，水流分散且灘地阻力較大，主槽流速受到遏制、造床作用有所減弱。

平灘流量法概念清楚，方法簡易，在工程設計中，常用此法進行粗估，並與其它方法相互驗證，但因天然河道的斷面形態極不規則，特別是多沙河流，如黃河、永定河等，沖淤幅度大，變形快，這就給確定平灘水位帶來了一定的困難。另外，隨著沿河工農業的發展及上游水利工程的建設，許多河流的來水量明顯減少，水流長時間不漫灘或漫灘次數很少，再用平灘流量作為造床流量，是否合理，值得進一步研究。

2) 輸沙率法

在沖積河流中，河道具有自動調整的功能，針對不同的來水來沙條件，河道可以作出相應的調整，即表現為河道的沖淤變化。因此，採用水沙條件來分析造床流量在客觀上是實際的，在這方面研究較多的方法是輸沙率法。

該方法概念清晰，但在使用上有一定的局限性。此外，郭體英等學者在進行系統的分析之後，提出了輸沙量法及輸水量法，勒尼亞茲等人提出河床變形強度法等困。

造床流量與河床形態的關係

1) 造床流量是從巨觀角度，對長時段長河段來水量及其過程的概化。河床以泥沙沖淤的形式對這一流量(即來流量及其過程) 做出長期不斷的適應性調整，並形成穩定的河床形態。來水過程相同的河段，由於邊界組成條件不同河床的自動調整作用各異會形成不同的河床形態。因此確定造床流量時一方面要考慮來流量及其過程，另一方面應體現河床的自動調整作用。每種河床形態均可通過一定反應來水量與其形態特點的關係和某一造床流量對應。深槽河段具有深槽河段河床形態與其造床流量的適應關係，礙航淺灘河段亦有礙航淺灘河段河床形態與其造床流量的適應關係。與這一認識類似，李福田等[4]認為，馬氏方法所採用的QJP 式中，Q，J，P 主要反映水流作用，而m 則應反映河床的特性，即河床的抗沖能力，不同河流或同一河流的不同河段，其m 值也各不相同。

2) 造床流量計算方法正是企圖尋找河床對水流及其過程相適應的數量關係。但具體河床形態的這種適應性關係與斷面形態、邊界組成、穩定性等眾多因素有關，難以根據各異的河床形態準確確定造床流量，只能粗略地利用部分河床形態與來水及其過程的關係代表河段的綜合情況。

3) 深槽河段與優良淺灘河段不同，前者不存在淺灘或淺灘特性不明顯，後者為不礙航淺灘河段，二者的沖淤規律，輸沙特性等不同，造床流量與河床形態的關係也不相同。而深槽河段對於通航而言是優良河段，如前所述其與優良河段特性沒有確切界限，不存在本質差別。造床流量與哪種類型河段的邊灘高程對應要看造床流量確定方法主要體現了哪種河床形態的特性及泥沙沖規律，不可能一個造床流量和各種河段的邊灘都對應。

4) 造床流量法確定整治水位沒有包含航道等級觀念。第二造床流量是由河段的自然屬性決定的，與航道等級無關。如果確定第二造床流量對應水位為整治水位，則不論將航道整治成何種等級，其整治水位都是一樣的，明顯不符合實際情況。

根據以上分析可知，第二造床流量對應水位與整治水位是兩個相互獨立的概念，當第二造床流量對應水位適當時可以作為整治水位，否則不能作為整治水位。