曲流河道寬深計算方法

曲流河道寬深計算方法的經(jīng)驗公式如下所述：

（1）ω=6.8d^1.54

（2）ω=1.5d/tanβ

（3）ω=7.44d^1.01

（4）ω=64.6d^1.54

（5）ω=0.01d^2.9

（6）ω=0.95d^2.07

（7）ω=12.1d^1.85

（8）ω=513d^1.35

（9）ω=59.9d^1.8

式（1）對彎曲度大于1.7的曲流河較為適用，且計算得到的滿岸河道寬度為河流滿岸時期的單河道寬度。

式（2）是利用河道側(cè)積層傾角計算河道寬度，適用于露頭研究。根據(jù)鄂爾多斯盆地特有的露頭條件，國內(nèi)學者詳細描述了曲流河沉積體系的內(nèi)部構(gòu)成，建立了點壩側(cè)積面傾角與砂體寬度之間的關(guān)系式，為砂體寬度預測提供了新途徑；另外，國內(nèi)學者應用此公式對孤島油田曲流河點壩儲層的空間展布進行了合理的預測。

式（3）是Lorenz應用Leopold、Wolman（1960）和Carlston（1965）的研究數(shù)據(jù)進行擬合得到的曲流帶寬度與深度之間關(guān)系的經(jīng)驗公式，較準確地反映了曲流河沉積特征。

式（4）為Collinson統(tǒng)計得到的曲流河道寬深關(guān)系公式，適用于發(fā)育程度較高的曲流河沉積體系。此公式擬合的過程中并未排除非曲流河道砂巖數(shù)據(jù)，因此在應用時需要進行多方面驗證，才能達到理想效果。

式（5）適用于低寬深比河流（網(wǎng)狀河）的寬深定量計算。

式（6）適用于確定曲流河的最小寬深比。

式（7）適用于多河型共存的河流沉積體系。

式（8）、式（9）適用于辮狀河等在沉積時側(cè)向上未受限制的河流體系。 2100433B

曲流河道沉積根據(jù)沉積環(huán)境和沉積物特征可將曲流河相進一步劃分為河床，堤岸、河漫、廢棄河道充填四個亞相。

河床亞相又稱河道亞相或底層亞相，它構(gòu)成河流沉積單元的基底，是曲流河道沉積中的主要砂體和有利儲集地帶。巖石類型以砂巖為主，次為礫巖，碎屑粒度是河流沉積物中最粗的。河床亞相內(nèi)部發(fā)育多種層理，但缺少動植物化石，僅見破碎的植物枝干等殘體，巖體形態(tài)多具透鏡狀，底部具明顯的沖刷界面。

堤岸亞相垂向上常發(fā)育在河床沉積的上部，相對河床亞相而言，屬頂層沉積，與河床沉積相比，其巖石類型簡單，粒度較細，可進一步分為天然堤和決口扇兩個沉積微相。

河漫亞相指河漫沉積位于天然堤外側(cè)，是泛濫洪水在河床外廣闊平原上垂向加積的產(chǎn)物，充當蓋層和隔層，又稱泛濫盆地沉積。

廢棄河道充填亞相是曲流河道沉積體系中一種特有的沉積相，河道廢棄的方式通常有三種：曲流截直、流槽截直和沖裂作用。

曲流河道一般為單河道，河道坡降緩，較穩(wěn)定，彎曲強烈，彎度指數(shù)一般大于1.5，寬深比低，一般小于40。曲流河流量穩(wěn)定，搬運方式以懸浮負載和混合負載為主，因此沉積物較細，一般為泥砂沉積。河道中的水動力結(jié)構(gòu)是螺旋型前進的不對稱橫向環(huán)流體系。沉積物持續(xù)的側(cè)向加積最終在凸岸形成點沙壩。點沙壩是河床側(cè)向遷移和沉積物側(cè)向加積的結(jié)果，是曲流河沉積中主要的沉積單元和儲集層。

曲流河道又稱蛇曲河道，指平面上呈條帶狀分布的河道，多出現(xiàn)在流域較大的河流中下游的平原地帶（尤其是近海或近湖平原）。

曲流河的主要亞環(huán)境類型（即微地貌單元）有河道（包括河床滯留和邊灘—Point bar）、牛軛湖（Oxbow lake）、天然堤（Natural levee）、決口扇（Crevasse splay）、河漫灘等類型。

曲流河沉積河道

（1）河床滯留沉積

又稱河道滯留沉積，它由粗礫巖和底部河床滯留礫巖組成，是在河流流量最高時短距離搬運的產(chǎn)物。在正常流動情況下，由于流水沖刷與分選作用，細粒物質(zhì)不斷被帶走，礫石則滯留在河床底部。這類沉積常位于河流沉積剖面的底部，其特征明顯，向上顆粒逐漸變細過渡為邊灘沉積。

（2）邊灘

邊灘沉積又稱點砂壩沉積，是蛇曲河流最主要的地貌單元，也是河床側(cè)向遷移作用的必然產(chǎn)物。河水在河道中呈螺旋狀前進，并不斷對外岸（或凹岸）進行沖刷作用，又由于橫向環(huán)流將河流中的搬運物帶到內(nèi)岸（或凸岸）沉積下來，這就形成了以側(cè)向加積為主的沉積特征。開始僅僅形成淺灘（Riffles），隨著河流的不斷側(cè)向遷移，淺灘也不斷增長，并在河流內(nèi)彎部分形成寬闊的邊灘。凹岸水深，則流速大，凸岸則水淺，流速小。底流在側(cè)向運動中強度逐漸減弱，因而引起了碎屑的沉積分異作用，使其沉積物具有明顯的特點。在邊灘下部比較靠近河心的部位，沉積較粗的顆粒（以砂粒為主）；上部離河心較遠，沉積較細物質(zhì)。

邊灘的大小和形態(tài)是隨著河流的大小和彎曲度而變化，在較小的河流中，邊灘較為簡單，位于河曲的凸岸一側(cè)，并平緩地向河道傾斜。在大的河流中，相對較為復雜，主要是在洪水期，當部分河流經(jīng)過點砂壩表面時，便形成流槽和流槽砂壩，每一個流槽砂壩代表河道在一次洪水期中遷移的結(jié)果。

邊灘的厚度近似于河床的深度，其寬度則決定河流的大小與彎曲度，河道寬、彎曲度大，邊灘發(fā)育就寬闊，反之亦然。

曲流河沉積牛軛湖

牛軛湖沉積屬廢棄河道沉積，主要是洪水期帶來的細粒物質(zhì)，如粉砂和泥質(zhì)等。蛇曲河道在發(fā)育過程中，由于截直作用或沖裂作用，可以使某一段河道或整個河道廢棄，從而形成牛軛湖沉積或廢棄河道沉積。

牛軛湖的形成與河流截直作用相關(guān)聯(lián)，而河道的廢棄除了與截直作用有關(guān)外，還有沖裂作用：截直又可分為串溝截直與頸項截直。

（1）串溝截直

河道逐漸占據(jù)邊灘上的老洼地（淺槽）而壓縮短期流程的現(xiàn)象稱為串溝截直。在逐漸廢棄的河道中的水流量逐漸減少，沉積了較厚的粉、細砂，這就構(gòu)成了這種砂多泥少的層序結(jié)構(gòu)特征。

（2）頸部截直

在曲流環(huán)最狹窄的頸部突然截斷，形成新的河道后，

被截斷的曲流環(huán)的出口和入口很快地被砂淤塞，水流量也很快減為零。隨后便堆積了粉砂、粘土等細粒懸浮沉積物。因此，不同的截直作用所造成的沉積序列不同。

（3）沖裂作用

在彎曲度較大的曲流河中，由于曲流河道反復不斷地被截斷、廢棄，并堆積了細粒物質(zhì)。這些堵塞物一般難以被侵蝕掉，而是愈積愈多，到一定階段，它們便將曲流帶封閉起來。這時整個曲流帶由于垂向加積而高出泛濫平原的通常高度，當洪水時期，天然堤一次大的決口就可以使河流發(fā)生沖裂作用。

曲流河沉積天然堤

天然堤沉積也是曲流河的主要特征之一，它分布于蛇曲河道兩岸。天然堤是由于洪水期河水漫越河岸，當河水流速降低時，攜帶的大量懸浮物質(zhì)在岸邊很快沉積下來所形成。其沉積物質(zhì)比邊灘細，隨著遠離河道，其粒度相應減小。

天然堤在平面上的形態(tài)隨河道彎曲呈條帶狀彎曲體，是一種楔形脊狀沉積物。在橫剖面上為不對稱的三角形，向河道一側(cè)較陡，向泛濫平原一側(cè)平緩。并逐漸向后過渡。天然堤的頂面代表了最大洪水期所達到的水位高度。其巖石的粒度比邊灘要細，但比運離河道的洪泛平原或泛濫平原沉積要粗，垂向上緊靠邊灘沉積之上，沉積構(gòu)造發(fā)育，可見各種小型沙紋層理、不規(guī)則的水平紋層、干裂和植物根等。

曲流河沉積河漫灘

河漫灘也叫泛濫平原（Overbank，F(xiàn)loodplain）是曲流河系中面積分布最廣的部分。在現(xiàn)代地貌學中，泛濫平原與沖積平原（Alluvial plain）可謂同意詞，但在沉積學中，沖積平原多是指從沖積扇上或辮狀河周圍的平原。因此，河漫灘是在洪水泛濫期間，河水溢出到曲流河兩岸平原中最低洼部分，故又稱河漫灘為泛濫盆地。這里的沉積物主要是洪水帶來的懸浮載荷，沉積的巖石有泥巖、粉砂巖以及薄層泥質(zhì)灰?guī)r，是典型的漫積產(chǎn)物。在氣候干燥地區(qū)，可見泥裂構(gòu)造和鈣質(zhì)及鐵質(zhì)結(jié)核。在潮濕條件下，植物生長茂盛。進一步可發(fā)展成沼澤，形成大量有機物質(zhì)堆積，甚至出現(xiàn)泥炭層或煤層沉積。

在剖面上，它位于沖積相旋回的上部，河流的彎度愈大，剖面上代表洪泛平原的細屑沉積愈厚。另外，在泛濫平原中?？尚纬珊榉海ǚ簽E）盆地或叫河漫湖，它是洪泛平原中的最低部分。其地形平坦，排水性差，因而起著沉積盆地的作用。在洪水期，越岸的水流經(jīng)過天然提和決口扇沉積了較粗的物質(zhì)之后，懸浮的細粒物質(zhì)主要在洪泛盆地中沉積下來。但其沉積速度較慢，一次洪水期的沉積厚度約1～2cm。

曲流河沉積決口扇

在高水位時，過量的洪水沖決天然堤，并在堤岸靠平原方向的斜坡上形成樹枝狀水系的扇狀堆積物，稱之為決口扇。

決口扇沉積是一種舌狀體的砂體，剖面上呈透鏡體狀。厚度一般不大，從十幾厘米到幾米，粒度常常都比與之相連的堤岸沉積要粗。

20世紀60年代，Allen（1963）提出的曲流河的沉積模式，至今仍被看作是曲流河的經(jīng)典沉積模式，其特點可如下：

①以陸源碎屑巖為主。從下到上依次為礫巖、砂巖和泥巖。巖性變化頻繁，極不穩(wěn)定，上部偶見泥質(zhì)灰?guī)r薄層。

②沉積構(gòu)造向上變小，交錯層理類型由大型變到小型，向上逐漸出現(xiàn)波狀和爬升波狀層理，中間夾有水平層理，并可發(fā)育泥裂、雨痕等。

③常見植物印痕和植物根，可能有泥炭和煤，也見少量淡水軟體動物，如腹足類和雙殼類等。以上沉積模式反映曲流河宏觀標志組合。在微觀上，這些巖層特別是砂巖，在粒度分布、它生和自生礦物成分及其組合特點等方面都比較明顯。 2100433B

曲流河各微相在剖面上的出現(xiàn)順序，自下而上可分為四個沉積單元：

①河道底部的滯留沉積；

②邊灘沉積，ε－型板狀交錯層理；

③邊灘頂部或叫壩頂，發(fā)育有良好的爬升波痕紋理或小型槽狀交錯層理；

④垂向加積或漫積，具體為天然堤和泛濫平原沉積。主要由斷續(xù)波狀（小型流水沙紋）交錯層理粉砂巖和水平紋理粉砂質(zhì)泥巖及塊狀泥巖組成。