頂托作用是一個(gè)多學(xué)科概念,通常指物體或結(jié)構(gòu)因下方支撐力或壓力而向上抬升或變形的現(xiàn)象。不同領(lǐng)域中的頂托作用的具體解釋不同。

一.水體頂托作用的概念:

指當(dāng)一股水流注入另一水體時(shí),由于受到阻擋作用,發(fā)生雍水的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在自然界中廣泛存在,涉及多種水體類型和地形條件。

二.主要的水體頂托類型及其影響:

1.海水頂托:

在河流入???,由于地勢低平,河水水位與海水水位差異小,加上密度存在差異,河水匯入海水中,不會(huì)馬上混合在一起,而是會(huì)出現(xiàn)海水在下,河水在上的現(xiàn)象。影響:海水對河水產(chǎn)生頂托作用,導(dǎo)致河水水位上升,流速減慢,排水不暢,發(fā)生洪澇災(zāi)害。

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2.干支流頂托:

在干支流交匯處,支流匯入干流時(shí),由于受到干流高水位的阻擋而產(chǎn)生的頂托作用。

影響:支流匯入干流時(shí),干流水位抬升,流速變慢,泥沙沉積加劇。

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3.湖水頂托:

在地勢低平的河流入湖口,湖水會(huì)對河水產(chǎn)生頂托作用。同時(shí),也存在湖水流出,注入河流時(shí),河流也會(huì)對湖水流出產(chǎn)生頂托作用。

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影響:湖水頂托作用導(dǎo)致河水流速減慢,泥沙淤積,水質(zhì)變差,易引發(fā)水華現(xiàn)象。

4.水庫頂托:

在水庫庫尾,也即水庫蓄水的末尾段,當(dāng)修建大壩攔截河流時(shí),開始產(chǎn)生回水,回水對上游來水產(chǎn)生頂托作用。

影響:水庫頂托作用導(dǎo)致上游來水水位抬升,下泄作用減弱,易引發(fā)洪澇災(zāi)害。

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5.冰凌頂托:

在中高緯度地區(qū),自低緯流向高緯的河流且有結(jié)冰期,冰凌阻塞河道,抬高水位,引起洪水泛濫。

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影響:冰凌頂托作用導(dǎo)致河道阻塞,水位抬升,引發(fā)洪水。

這些水體頂托作用不僅影響水體的運(yùn)動(dòng)和水質(zhì),還可能導(dǎo)致洪水、水華等環(huán)境問題。在城市規(guī)劃和水利工程設(shè)計(jì)中,需要充分考慮這些因素,以避免或減輕水體頂托帶來的負(fù)面影響。

三.水體頂托作用強(qiáng)弱的影響因素:

1.地勢起伏:地勢起伏小,地形平坦,水體產(chǎn)生的頂托作用更強(qiáng)。

2. 水位高差:注入水體與被注入水體之間的水位差越小,頂托作用越強(qiáng)。當(dāng)被注入水體在某些條件出現(xiàn)水位更高的現(xiàn)象時(shí),頂托作用會(huì)更強(qiáng)。

3.匯入角度:支流匯入干流的夾角越大(越接近垂直匯入),干流產(chǎn)生的頂托作用越強(qiáng)。

4. 密度差異:被注入水體密度大于注入水體時(shí),被注入水體由于密度大會(huì)在下對注入水體產(chǎn)生的頂托作用更強(qiáng),一般河流注入海洋或者河水注入咸水湖時(shí)容易出現(xiàn)。