河道改造对弯曲河段的水力影响模拟研究

以浏阳河朝正垸急弯河段为例 ,采用MIKE21水动力平面二维水流 -泥沙模型先进行率定 ,综合考虑长沙枢纽运行后湘江水位抬升对浏阳河下游的顶托与浏阳河不同频率洪水的叠加作用 ,采用该模型对上游直线段、弯段、下游直线段的水文变化、流速变化及冲淤情势进行多工况模拟.结果表明 :对于弯曲河道尽管改造拓宽弯曲段 ,在凸岸水流流速增大 ,可能存在冲刷 ,凹岸局部会产生淤积 ,在近邻弯曲下游段凹岸局部还会产生水位壅高.结果可指导本河段防洪规划设计 ,对类似工程也具有借鉴意义.     

U型弯道水槽内T型和L型组合丁坝群对水流特性影响试验研究

为研究不同组合丁坝群对河道水流水力特性的影响,试验在U型水槽弯道凹岸侧布置不同的丁坝群,利用粒子图像测速系统(particle image velocimetry system, PIV)和无线水位测量系统等仪器对水流流速和水位等物理量进行测量,分析不同工况下弯道内水流水力特性的变化。结果表明,L型丁坝是最有利的条件,可以显著降低凹岸侧的流速,增加凸岸侧的流速,且其水头损失相对较小,可以降低水流对凹岸侧的泥沙冲刷,防止凸岸侧的泥沙淤积,对工程实际具有重要指导意义。文章在前人研究基础之上,创新设计不同的丁坝组合进行对比试验,分析得出利于工程实际的结论。     

连续弯道水流特性的试验研究

对正弦派生曲线生成的连续弯曲型河道开展试验,采用日本ACM2-RS型X-Y方向2轴电磁流速计对水流流速进行了测量,并对水流特性进行了分析。结果表明:连续弯曲河道纵向时均流速在弯顶处靠近凸岸处较大,而凹岸处较小,且沿河宽的分布沿程是变化发展的;弯顶水流纵向时均流速分布接近抛物线型,最大流速点位于上部水面以下,整体上大下小,而顺直过渡段水流纵向时均流速分布最大流速点位于底部,整体上小下大;连续弯曲河道水流阻力系数随着过水断面平均水深的增大而增大,随着过水断面宽深比的增大而减小。     

适用于中小河流受损岸坡修复的楔形丁坝群水力特性初探

河道内流动控制结构物作为一种主动防护型的护岸型式,以其特有的生态效益,伴随着河流治理理念由渠化向河流再自然化的回归,日益成为新的研究热点。在归纳总结国内外常见河道内流动控制结构物分类和作用特性的基础上,选取逆水流方向布置的楔形丁坝为研究对象,采用三维数值模拟方法对布置楔形丁坝群前后193°强弯曲水槽内的三维水力特性进行对比分析,初步分析弯曲水槽内楔形丁坝群的作用机制和挑流效果。研究结果表明:楔形丁坝群主要通过调整弯道内的二次流结构,达到将高流速水流挑离凹岸、避免岸坡遭受冲蚀的目的;楔形丁坝群布置会造成弯道内水位雍高,高流速水流向凸岸一侧偏移,其雍水高度和偏移程度与楔形丁坝群的布置方式密切相关。研究成果对于河流生态修复领域生态水工结构物相关研究的开展与深化具有借鉴意义。     

连续微弯弯道水力特性试验及模拟研究

为了研究河流的连续微弯弯道水力特性,通过建立曲折系数为1.07的连续弯道模型进行试验,并利用Reynolds应力模型进行模拟计算,从水面线、流速场、弯道环流及强度等方面研究了小曲折系数连续弯道水力特性。结果表明:Reynolds应力模型能够较好地模拟连续弯道水流;在同一断面,近凸岸的纵向流速垂线分布接近对数流速分布,近凹岸的纵向流速垂线分布呈随相对水深增大而先增大后减小的规律,呈现“凸肚”形;在弯道环流方面,呈现非对称的双环流结构;水面和槽底处的环流强度大于水体中部,凹岸的环流强度大于凸岸的环流强度。成果为研究小曲折系数弯道的河流水力特性提供了借鉴与参考。     

弯曲型交汇河口三维数值模拟研究

弯曲型主渠交汇是天然河流的主要交汇形式，对河床演变和水运发展产生重要影响，为了研究弯曲型交汇河口的水力特性，首先通过实验值与模拟值进行对比进行模型验证，然后通过三维数值模拟研究了流量比为０．２５０、０．４１７、０．７５０时，支渠分别交汇于１２０°弯曲主渠弯顶凹岸和凸岸的交汇口附近的水流特性，从而为进一步研究弯曲型交汇河口的动床水流创造条件。通过研究表明:相同流量比的情况下，凸岸交汇时，分离区大，凹岸交汇时，分离区小；流量比越小，上游雍水越高，交汇口下游最低水位越低；相同流量比，凸岸交汇时上游雍水大于凹岸交汇，下游最低水位低于凹岸交汇，上下游水位差更大。     

三峡工程运用后荆江不同河型河道演变分析

利用三峡工程运用以来实测水沙和地形资料,分析荆江河道分汊、弯曲、顺直等河型调整的规律,并对其变化原因进行探讨.三峡工程运用以后,分汊型河道变化主要表现为凸岸支汊发展;弯曲型河道演变特点为凹岸深槽淤积,凸岸边滩冲刷,断面形态由偏“V”单槽向“W”型双槽转化;顺直型河道变化特点是两岸交错边滩冲刷,深槽淤积,河道断面向宽平方向发展,深泓年内变化频繁.从水流能量的角度,探讨了荆江不同河型河道调整的原因.由于三峡工程运用后荆江特别是下荆江河段水流输沙所需要的弯曲度明显较建库前小,因此弯曲河段凸岸边滩冲刷以减小水流弯曲度,是响应上游水沙变化的重要方式.     

复杂河道边界对滑坡涌浪周期的影响

滑坡涌浪对涌浪生成和传播区域可能造成巨大影响。河道型水库滑坡涌浪受河道边界的作用会产生波浪叠加。为研究河道边界对滑坡涌浪周期的影响规律,借助长江三峡库区万州某河段与原型一致的物理模型,基于FLOW-3D计算流体力学软件建立三维滑坡涌浪数值模型,给出了数值求解、网格划分和边界条件设置方法,并经物理模型试验对建立的三维数学模型进行一致性较好的验证。按照滑坡体入水点位于河道直线段、弯道凸岸顶点、弯道凹岸顶点3种工况,模拟分析复杂河道边界对滑坡涌浪周期的影响规律,绘制波谱强度与频率关系图,得出不同岸坡坡度、弯道凹岸平面曲率、凹岸圆弧角度、凸岸圆弧角度对涌浪周期的影响规律。     

含沙量对冲积河流河型的影响

黄河下游泥沙输送的机理随含沙量的变化很大。黄河下游的河道一般呈游荡型或弯曲型，显著特点是在低含沙量和高含沙量条件下都存在着强烈的河道侵蚀及游荡型河道形态，而淤积和游荡则多发生于中等含沙量条件下。一维数值模型揭示了某些河床形态可能与泥沙密度的垂向层状分布及其阻碍沉降效果有密切关系。泥沙含量不大的情况下水流是次饱和的，流速呈对数曲线分布，泥沙容重呈层状分布，次饱和水流造成河床冲刷和弯曲型河道；高含沙水流情况下，水流的紊动结构造成的含沙量纵剖面变化，形成超饱和水流；在更高含沙量（10—100kg／m^3）情况下，悬移质泥沙可造成垂向几乎为常数的宙沙量纵剖面及对数流速分布。这些可以由泥沙引起容重效应的IDV模型进行验证，而河道形态变化可由3D模型模拟。河流形态模拟揭示了在相对低含沙水流中形成游荡型河道，主要是由于河道淤积、壅水、分汊形成新流路造成。当存在高含沙水流时，河床受到冲刷，水位降低，大堤约束河道，从而减小了游荡强度。另外，落淤速度的降低造成河道淤积减弱，形成冲刷，结果高含沙水流却形成了弯曲型河道。     

丁坝群对弯道水力特性影响的数值模拟研究

弯道螺旋流是弯道水流的特点之一,弯道环流会造成凸岸发生淤积,凹岸遭受冲刷,对护岸工程非常不利。在弯道中布设丁坝可有效减弱弯道螺旋流强度,改善水流流态,保护岸坡稳定。采用RNGk-ε湍流模型,应用VOF法捕捉自由水面,采用半隐式SIMPLE算法求解速度与压力耦合方程组,模拟在60°弯道内布设丁坝群后弯道水流特性。研究表明:数值模拟的水位、流速和试验数值据吻合良好。弯道内设置丁坝群后,可有效改善凹岸区域的冲刷及凸岸的淤积,主河槽的水深增加,水面横比降减小,说明丁坝群的布置在稳定弯道水流,防止岸坡冲於方面有较好的效果。     

中国冲积大河的河型分布与成因

结合遥感影像、野外调查和水沙数据,以冲积大河为研究对象,分析中国大河的河型分布及成因。中国大河的冲积河段以弯曲与辫状河型为主,局部河段为分汊与网状河型。综合考虑河型分布的一般性和特殊性,认为相对输沙率(来沙量与输沙能力之比)、相对河岸侵蚀切应力(近岸水流切应力与河岸临界抗冲切应力之比)和河谷地形控制(如节点和宽度)是决定河型成因的3个最主要的因素。     

澜沧江源扎那曲莫云段河型判别初步分析

澜沧江源地处青藏高原唐古拉山北麓,比邻长江南源当曲,人迹罕至。为了进一步认识澜沧江地貌特征、尤其是河流地貌,得出河流地貌演化、河床冲淤演变的一些基础资料,通过实地考察,采集数据与图像,结合现有河型判别方法,对澜沧江西源扎那曲莫云河段的河型进行判别。结果表明:莫云河段河道边界约束较弱、河床稳定性较差,在顺直-弯曲-分汊-游荡的河型分类体系中,各家判别式一致判定莫云河段为游荡河型;在顺直-弯曲-辫状的河型分类体系中,则一致判定为辫状河型;最后结合国内的河流特点和主流分类体系,可以确定莫云河段属于游荡河型。实地考察资料和河型的判别,可为进一步研究澜沧江源的河流地貌提供参考。     

Simulating the effect of environmental flow duration on seedling emergence from riparian seed banks of the Upper Hunter River,New South Wales

Passive riparian revegetation techniques are important tools in river rehabilitation. However, the utility of the sediment seed bank as a passive riparian regeneration option is poorly understood. After modelling a range of flows for field‐surveyed cross sections, a glasshouse seedling emergence experiment was undertaken to compare the effects of simulated flow duration on seedling emergence of desirable riparian species that occur on benches of the gravel‐bedded Hunter River near Muswellbrook, New South Wales. The duration of inundation did have an effect (although not always significant) on seed germination for most species. The most successful simulated flood conditions differed among species, with the control treatment (no inundation) resulting in the most germination for only two of the 10 species examined. These findings suggest that although environmental flows for the sole purpose of stimulating the riparian seed bank in order to facilitate regeneration of desirable riparian species would be largely ineffective and complicated by differing inundation responses among species, seed bank stimulation using environmental flows could be a value‐added benefit from flows allocated for other purposes. As such, consideration of flow duration is worthy of inclusion in environmental flow allocation planning.     

维持河流健康生命研究

河流与健康相结合是可持续发展和社会价值进步的必然结果,维持河流健康已成为河流管理的一个热点问题。河流是有生命的,类似于有机生命体的健康,我们可以用健康来描述河流的生态状况,河流健康概念寻求利用生物或生态评价方法来完善传统的物理一化学评价方法。河流健康的度量对象包括：堤岸、河床、河水感观、水质指标、水生无脊椎动物指标和鱼类指标等。河流健康评价指标应包括：生态指标、物理化学指标、社会经济指标和人类健康指标。要维持河流健康,应加强河流水资源配置、水质、河岸地和河道等4方面的管理。     

长江中下游河道近50年变迁研究

 近50年来长江中下游河道演变分析表明,河道演变具有如下特点:河道总体河势基本稳定,局部河势变化较大;河道总体冲淤相对平衡,部分河段冲淤幅度较大;荆江和洞庭湖关系调整幅度加大;人为因素未改变河道演变基本规律;坐崩是长江中下游岸线崩退和护岸工程崩毁的主要形式;人为因素对长江口河道演变的影响增加。     

Strengthening the ‘bio’ in biome: Living river biomes as a concept to leverage public engagement for river health

This Perspective argues for an expansion of conventional concepts of river biomes to better encapsulate the emerging social understanding of ‘biomes’ as living systems with unique macro- and micro-biotic ecological and biological signatures. We approach this by firstly examining recent interpretations of river biomes that have evolved from original zonal conceptions. We then postulate on the social/public understanding on ‘biomes’ through the popularity of two rich debates: human health via gut microbiomes and soil health via the soil microbiome. With these concepts in mind, we define the river biome as ‘A living flowing aquatic ecosystem, indicative of its environmental context, comprising unique biological, ecological, hydrologic and health characteristics that shape and are shaped by macro- and micro-biotic signatures and functions’. With this definition the term river biome is more aligned with ideas of river health and ecosystem functioning, which we believe may evoke greater public understanding of rivers as complex living systems. Enhanced public understanding of complex natural systems should be encouraged as a means by which to propel policy, funding and research as well as to improve specialist to non-specialist communication and relations.     

下荆江人工裁弯30年

下荆江裁弯工程实施已30年。工程实践表明，下荆江裁弯工程是按照蜿蜒性河段演变规律改造下荆江的治本工程，取得了预其工程效益，但也出现了一些原来认识不足的问题，裁弯工程是动态工程，要深入认识河道演变规律，因势利导，还要加强河道演变与工程效果观测分析，及时修改设计，更好发挥工程效益。引河工程是裁弯工程成败的关键，新河及其上下游河势控制工程则是保持和发挥裁弯工程长期效益的保证。     

澜沧江（湄公河）正源问题

澜沧江发源于我国青海省 ,流经国外改称湄公河 ,它是我国乃至世界上重要的国际河流之一 .通过对澜沧江源头地区水文、地貌、冰川及河流特征的实地考察 ,并利用全球定位系统 (GPS)、地理信息系统 (GIS )和卫星遥感系统 (SRS)等技术来确定澜沧江 (湄公河 )的正源及其源头 .依据以河流的长度为主 ,并参照集水面积、河流水量等要素 ,最终确定澜沧江的正源为扎阿曲 ,发源于中国青海省玉树藏族自治州杂多县扎青乡海拔 5 5 14m的果宗木查山 .澜沧江的源头为一 0 .6 7km2 的冰川 ,源头海拔高度为 5 2 2 4m .其地理位置是东经 94°41′44″ ,北纬 33°42′31″.     

河工模型在河流治理开发与保护中的作用

在总结国内外河工模型发展历程的基础上,简要论述了河工模型在大型水利工程建设、河道治理实践、河流开发利用、河流生态保护,以及河口海岸治理与开发利用中的作用,并提出了河工模型试验中需进一步研究解决的模拟关键技术问题,包括河工模型的变态问题、河床阻力相似、模型选沙问题、模型量测技术问题等。     

淮河中游河床倒比降的形成、演变与治理

淮河中游河床倒比降的形成机制有二：（１） 淮河入洪泽湖河口形成与地貌演变；（２） 洪泽湖湖底淤高。５０年代以来，由于淮河中上游大量水库和蓄洪区的兴建、中游地区水土保持，使河流输沙量和含沙量不断减少，淮河中游河床处于侵蚀状态，河床倒比降又有新的发展。在严重的水资源紧缺形势面前，根治倒比降的关键措施是洪泽湖反季节运用、下游直流入海。