河道岸滩稳定性综合评价方法

为了评价河岸边界条件和河流动力条件对岸滩稳定性的影响,以河道岸滩崩塌影响因子层次结构模型和权重系数为基础,将定性指标定量化和定量指标标准化,构造了枯水期和洪水期岸滩稳定综合评价函数,提出了考虑多种因素影响的岸滩稳定性综合评价方法。对拟定的3种不同土壤性质、边界条件和水动力条件的河段岸滩稳定性评价结果表明,岸滩稳定性综合评价过程和评价方法是合理的。     

洪水位变化对岸滩稳定性的影响

为了较全面地了解洪水涨落对岸滩崩塌的影响,本文通过对洪水期岸滩受力分析,结合岸滩土体性质和洪水浸泡岸滩特点,给出洪水期岸滩稳定系数;进而分析了洪水降落期岸滩稳定性变化,指出洪水骤降时,长期洪水浸泡后黏土岸滩稳定系数将会大幅度减小;在洪水缓慢降落时,黏性岸滩稳定性减小,但减小幅度小于骤降的情况。通过分析对比洪水上涨、洪水浸泡和洪水降落等不同过程的稳定性,指出洪水迅速上涨期岸滩稳定性最好,依次为洪水缓慢上涨期、洪水浸泡期和洪水缓慢下降期,洪水骤降期岸滩稳定性最差。     

长江中下游岸滩稳定性评价指标体系构建及应用

影响长江中下游岸滩稳定的因素众多,各因素之间相互联系、相互制约,已有研究多在各因素相对孤立的状态下研究其对岸滩稳定性的影响,难以满足综合各因素定量评估岸滩稳定性的需求。结合长江中下游岸滩稳定性主要影响因素,从河岸边界、河流动力、河势、人类活动等层面建立了岸滩稳定性评价指标体系。以扬中河段太平洲环岛为例,利用层次分析法与上述体系构建了岸滩稳定性层次结构模型,通过建立判断矩阵求解指标权重,给出了指标阈值与赋分标准,并对环岛岸滩稳定性进行了赋分评估,验证了列入扬中市崩岸预警段名录的岸段稳定性评估结果的可靠性。结果表明：研究区岸滩以基本稳定为主,占评估河段总长的67%,稳定和较不稳定岸段占33%,无不稳定和极不稳定岸段;非预警岸段最稳定,市辖岸段次之,最不稳定的为省厅重点岸段;非预警岸段中新宁村～华威村一带评价得分较低,建议划入崩岸预警段名录加强监测。评价结果与崩岸预警级别、实际崩岸位置情况较接近,表明指标体系能较好地反映该段岸滩稳定性状况,结合河段特征,经适当修改指标权重与赋分标准后,该指标体系可广泛应用于长江中下游不同河段的岸滩稳定性评价。     

植被对河道水流及岸滩形态演变影响研究进展

植被作为河流系统重要的阻力因素,在河道形态演变方面发挥着至关重要的作用。植被地表结构改变了河道水流阻力、河床切应力、流速分布及水流紊动特性,植被根系增强了岸滩土体强度和稳定性。从植被地表茎干结构对水流特性影响和植被地下根系加筋作用对岸滩稳固影响两个方面的研究进行了回顾和综述,并指出今后在植被水流研究方面,可进一步考虑植被枝、叶对水流特性的影响,加强对柔性植被变形、摆动引起的动边界问题的研究,以及全面考虑河道形态边界条件的影响,特别是含植被的分汊河道水流特性还需深入研究;在植被根系固土护岸方面,可同时考虑岸滩土体非均质性、河道水流对岸滩的侵蚀冲刷作用及水体渗流对岸滩土体力学特性的影响;在植被河道形态演变预测方面,可以综合考虑含植被河道的水动力学及土力学问题,以及两者间的互馈响应机制。     

洪水期岸滩崩塌有关问题的研究

结合洪水期堤岸渗透与崩塌的特点,以岸滩稳定分析为基础,本文重点研究了崩滩与渗透险情的关系、洪水浸泡河岸及水位升降等对崩岸的影响。研究结果表明,岸滩崩塌对河岸堤基的渗透和渗透破坏(管涌、流土)有重要的促进作用,作者推导了堤后(或堤脚)发生流土破坏的临界内滩宽度公式;洪水长期浸泡后,河岸土壤的内摩擦角和内聚力有较大幅度的减小,河岸稳定系数减小;对于黏土岸滩,洪水迅速上涨期间,水压力对河岸的稳定是有利的,而洪水骤降时,河岸崩塌的几率增大;对于非黏土岸滩,洪水缓慢上涨期间,河岸稳定性变化不大,而洪水缓慢下降后,岸滩稳定系数减小。     

瓯江河口段岸滩风险度评估及堤塘稳定性复核

在综合考虑了目前瓯江河口段洪水作用、人类活动、地质特点的基础上,按照边坡坡度、主槽离堤距、主槽冲淤幅度和岸滩底质4个因素,参考国际上通用的风险评估方法,将瓯江河口温州段两岸岸滩进行风险度等级评估,分为风险度较高、一般和较低3个等级,并对岸滩风险度较高的河段开展堤塘稳定性复核,分析结果可为水行政主管部门进行河道管理、堤塘安全性监测提供依据.本评估方法可应用于其他冲淤变化剧烈的河道堤塘.     

河岸崩塌机理的理论模式及其计算

河岸滩的崩塌直接危及堤围的安全，作用针对粘性河岸的崩塌问题进行分析和研究，根据河岸整体崩塌情况，提出了一个切实可行的数学计算模型，考虑了河岸可能发生旋转崩塌（窝崩）和平面崩塌两种情况，并将概率分析的方法支用到崩塌的纵向延伸问题上，该模型适用于粘性土河岸及河岸滩的稳定性分析，用于北江社滘段河岸滩的稳定分析计算表明，河槽水位、地下水位、岸滩形态以及河岸滩土质抗冲性的大小等对岸滩的稳定性有不同程度的影响。     

北方地区城市生态防洪河道规划设计

北方地区降水量受季节影响,丰枯期水量悬殊,河道设计既要考虑生态安全,又要满足防洪要求,因此河道设计大都采用复式断面,在枯水期主河道可满足枯季流量过水需求,在洪水期复式河道漫滩可保证行洪要求。在枯水期,河道漫滩可用于生态绿化或临时性用地。通过对北方地区河道设计分析,河道平面形态主要由岸线、堤线、绿道及蓝线4个部分构成。从生态和防洪两个方面论述北方地区城市河道规划设计的方法,并对河道生态河道功能进行评价,可为城市生态防洪河道设计提供参考。     

北方地区城市生态防洪河道规划设计

北方地区降水量受季节影响,丰枯期水量悬殊,河道设计既要考虑生态安全,又要满足防洪要求,因此河道设计大都采用复式断面,在枯水期主河道可满足枯季流量过水需求,在洪水期复式河道漫滩可保证行洪要求.在枯水期,河道漫滩可用于生态绿化或临时性用地.通过对北方地区河道设计分析,河道平面形态主要由岸线、堤线、绿道及蓝线4个部分构成.从...     

河流水冰沙耦合模型研究Ⅱ：验证与应用

北方河流冬季河冰运动会带来凌汛灾害威胁,研究流凌运动对水流、泥沙和河道的影响具有重要工程意义。本文在平面二维河冰动力学模型基础上,建立二维水冰沙耦合数值模型。基于三角形的非结构网格,采用具有迎风特性的Petrov-Galerkin型有限元法计算非恒定水流过程、非恒定非均匀沙输运和河床冲淤变化,利用无网格的SPH法计算河冰运动,基于河冰对岸滩的刮擦切应力计算岸坡侵蚀,再利用双泥沙休止角法分析不同含水层岸坡的稳定坡面。该模型创新性地耦合水沙理论和河冰理论,能模拟北方河流全季节及河冰全过程的水位流量波动、河冰运动、泥沙输移、河床冲淤及岸滩崩塌过程。通过实验条件下溃坝引起的岸坡崩塌侵蚀验证了模型的准确性和可靠性,研究结果显示该模型能再现水流、河冰、泥沙、河床及河岸间的复杂耦合作用,揭示河冰刮擦对岸滩侵蚀破坏的促进机理,可进一步支撑冬季河道防凌减灾和岸滩水土保持研究。     

季冻区河流岸滩崩塌机理及其数值模拟研究进展

岸滩侧蚀崩塌现象广泛分布于世界各大江河之中,是一种危害较大的自然灾害.季冻区河流受水动力-冻胀/冻融耦合作用,岸滩崩塌机理复杂,影响因素众多,其崩塌机理研究对河岸防护和河流综合治理具有重要意义.从岸滩崩塌机理与力学模式、岸滩崩塌及河床冲淤交互作用数值模拟、典型季冻区河流(松花江及黑龙江)河道演变研究三个方面,对当前该领...     

北方山溪性河流径流量变化对水质影响分析

在北方地区,降水量时空分布不均,全年降水量的80%集中在汛期,径流量的年内变化与降水量基本一致。在时间分布上,不同时期的河流水质,受补给水源的作用,不同时期有较大的差异。枯季河流水源补给主要以地下水排泄补给,水质受地质结构和地质构造的影响较大;洪水期水源主要以地表径流为主,地表径流携带大量污染物进入水体,河流水质主要与流域下垫面因素有关。     

基于水文分割法的流溪河干流典型断面非点源污染负荷估算

针对流溪河非点源污染防治较严峻局面,对流溪河非点源负荷进行了研究。2013—2014年,对流溪河干流温泉、牛心岭、人和、河口断面进行了203 d的水质及水量监测。根据监测结果结合水文分割法和平均浓度法对各断面的非点源污染负荷进行了计算,并分析了非点源污染的特点。结果表明:流溪河干流典型断面污染物以NH3-N、TN和TP为主;越往下游,监测断面各指标平均浓度越大,水质越差;上游断面洪水期各主要指标浓度大于枯水期,下游断面则是枯水期各主要指标浓度大于洪水期;监测断面各指标非点源污染负荷占总负荷的比例为44.22%~96.17%,平均为76.99%;从上游往下游,非点源污染物负荷占总负荷的比例在减小;各断面年污染负荷基本上是以洪水期负荷为主,洪水期污染负荷则以非点源污染负荷为主;河口断面污染物年总负荷中,58.74%的TN、67.22%的TP和65.45%的COD来源于非点源污染。非点源污染在流溪河水体污染中占较大比重,对水质影响不容忽视。     

采砂对富春江应沙嘴岸滩稳定及堤塘的影响分析

从实测水下地形资料分析了应沙嘴河段的河势变化,揭示了河床容积变化的主要原因,根据堤前滩地的地貌结构和钻探资料分析了应沙嘴的岸滩稳定性,最后用瑞典圆弧滑动法对应沙嘴围堤稳定性作了验算。分析表明,采砂对富春江应沙嘴岸滩及堤塘的影响很小。     

长江河口潮滩冲淤和滩槽泥沙交换

受潮汐影响的河口三角洲,其滨海部分常分布有宽阔的潮滩,它的冲淤变化不仅涉及岸滩的利用和防护,而且与口门航道水深的维护密切相关.根据多次现场调查和定点观测资料,发现长江口潮滩冲淤存在着多年变化的长周期、季节性变化的年周期和暴风浪作用的短周期,其中暴风浪对岸滩的破坏性很大,而近岸潮流运动的不对称性却经常挟带泥沙上滩淤积.鉴于长江口南槽具有特殊的动力地貌条件,滩槽之间的水体和泥沙交换频繁,特别是大风天气,航道拦门沙的淤浅常受两侧边滩的影响.常风向和强风向可以控制口门地区岸线的走向,一当岸滩形成以后,海岸廓线又可以限制和调节不同风向条件下近岸波浪、水流和泥沙运动的强度.     

冲泻区形态动力学耦合模型研究Ⅱ:模型建立与验证

利用已建立的分段输沙率公式和实验数据,基于一维非线性浅水方程和床面变形方程,考虑两类共6种输沙率公式,增加床面剪切应力和渗流源项,建立适用于冲泻区水沙动力特性的岸滩形态动力学耦合模型。采用典型算例对模型可靠性进行了数值验证,结果表明,耦合模型中采用TVD-WAF格式和分段输沙率公式在计算形态变化时取得了较好的数值精度。进一步模拟了冲泻区内岸滩形态的变化特征,计算得到的水深、岸线轨迹和岸滩剖面变化结果与实验结果吻合较好,并讨论了不同摩阻系数和有无渗流对岸滩形态的影响规律,结果表明冲泻区形态动力学模型不能忽略床面摩阻和渗流的影响,本研究提出的分段输沙率公式适应于冲泻区的泥沙输运研究。     

波浪模型试验在兴凯湖护岸工程中的应用

文章针对湖面宽广、水较深、风浪大、原护岸损坏严重且浅层地质为砂层的特点,首次对兴凯湖多种生态护岸断面进行波浪断面物理模型试验。试验首先在波浪作用下测量了岸滩不同位置处的波高及底流速,验证了岸滩变化前护岸各设计断面的稳定性,观测了堤顶越浪量;然后研究建设护岸后的岸滩坡面形态演变;再在岸滩侵蚀变形后,验证了各设计护岸断面结构型式在波浪作用下的稳定性,观测了堤顶越浪量。设计根据试验结果进行护岸断面优化比选,目前护岸已经成功运行多年。此经验可供类似项目设计时研究参考。     

塑槽输沙用水量计算方法研究

分析了现有多泥沙河流输沙用水量研究方法存在的问题,提出了塑槽输沙用水量的概念,并采用实测资料分析、经验公式推导等方法分析了塑槽输沙用水量的影响因素。结果表明:①采用塑槽输沙用水量的提法,可以回避输沙用水量占总水量的比例问题,无需划分漫滩洪水占总水量的比例;②建立的汛期和洪水期塑槽输沙用水量计算式计算结果比较可靠。     

河流岸滩挫落崩塌机理及其分析模式

为探讨岸滩挫落崩塌发生的机理和分析模式,通过分析河流岸滩土壤特性和地质结构,结合岸滩土体应力分布与变化特点,深入分析了岸滩挫落崩塌的力学机制和崩塌过程,指出在河床冲刷下切过程中,黏性岸滩顶部出现的纵向裂隙会促使岸滩挫落崩塌的发生,发生过程相对简单和短暂,破坏面为平面;根据岸滩崩塌体力学平衡分析,探讨了岸滩挫落崩塌的分析模式,导出了挫落崩塌的稳定分析方程,该方程反映了河岸土壤特性、岸坡形态、河床冲刷、岸滩渗流等因素的共同作用关系,将其应用于岸滩临界崩塌高度公式的推导,并利用实测资料对挫落崩塌分析模式的合理性进行了检验,结果表明该分析模式是合理的,可以在实践中应用。     

金沙江大雪滩群河床演变与滩险碍航特性

通过实测资料和河工模型试验,分析研究了由碛首滩、大雪滩、捞财坝滩和小雪滩组成的大雪滩群的水沙运动特性及其河床演变规律,揭示了该滩群成因和碍航特性.分析与试验研究指出,大雪滩群集中体现了浅、弯、急、险等碍航特征且水流条件复杂.针对大雪滩群上段碛首滩、大雪滩和捞财坝滩枯水期碍航特点,以及下段小雪滩中洪水期碍航特点,分别提出前者以满足航道尺寸为主,后者以改善流态为主的不同整治措施.该成果将为深入研究大雪滩群航道整治奠定坚实基础,为今后治理类似滩群提供有益的借鉴参考.