三峡水库蓄水后荆江河段沙质推移质特征分析

为了研究三峡水库蓄水后长江中下游河道冲淤及发展趋势,采用2003～2017年实测水文资料,分析了三峡水库蓄水后荆江河段沙质推移质变化特征,并从来沙条件、断面冲淤及流速、流量变化等方面阐述了变化原因。分析结果表明:三峡水库蓄水运用后,荆江河段沙质推移质输沙量基本呈逐年减小、沿程增加趋势;推移质输沙主要集中在汛期5～10月;枝城站沙质推移质中值粒径变化复杂,沙市站沙质推移质中值粒径基本呈逐年增大趋势,监利站沙质推移质中值粒径变化不大且基本呈沿程减小趋势。沙质推移质中值粒径变化主要受断面冲淤以及流速、流量变化影响。     

监利水文站沙质推移质变化特性及估算方法

为了探求沙质推移质在监利水文站断面输沙量占比变化与运动规律,对2009～2019年监利水文站的沙质推移质与悬移质输沙量进行分析,并给出了监利水文站沙质推移质的计算公式。结果表明:(1)监利水文站所在河段目前处于冲刷初期,沙质推移质输沙量与悬移质输沙量同频变化。(2)用沙质推移质与流量建立指数公式是目前计算推移质输沙量最简便合理的方法。(3)长江中游冲积河段监利水文站沙质推移质输沙量占悬移质输沙量的比例为4.0%～8.5%,均值为5.8%,这与上游160 km的沙市水文站(3.1%～12.4%,均值为6.2%)相似。     

怒江中游河段推移质输沙率计算公式的试验研究

采用五类推移质输沙率公式中各具代表性的公式对怒江中游河段推移质输沙率进行计算,同时,通过推移质泥沙输移水槽模拟试验,对怒江中游河段的不同流量级的推移质输沙率进行了分析研究,并与上述推移质输沙率公式计算结果对比分析,得出了适合怒江中游河段的推移质输沙率公式,为该河段推移质输沙率计算提供了可行的计算方法.     

长江重庆河段卵砾石推移质无量纲输沙率研究

针对长江上游重庆河段水面比降大、河床组成粒径粗、相对光滑度比较小等特点,收集河段内寸滩水文站47年实测卵石推移质输沙率资料和对应的水力参数作为研究基础资料,分析比较了5个经典公式计算的准确性。参照计算精度较高的Fredsoe公式,以水流强度Θ和泥沙起动临界水流强度Θc为主要参数建立并拟合了适合长江上游重庆河段的推移质输沙率计算式。分析比较表明,在计算重庆河段输沙强度时,该计算式的计算精度要高于经典公式和针对该河段的魏丽公式,能够很好地反映该河段实际的卵石推移质输移情况。     

基于沙量平衡法的黄河下游河道冲淤量计算

在对输沙率资料进行全沙修正的基础上,根据黄河下游"多来多排"泥沙输移公式及1960-2013年实测资料,分别建立了以小浪底实测输沙量为输入条件及以花园口修正和实测输沙量为输入条件的利津年输沙量公式,并计算了相应的小浪底-利津河段和花园口-利津河段的沙量平衡法冲淤量。两个河段分别根据修正和实测输沙量资料计算的年冲淤量和累计冲淤量均能与相应的断面法实测结果相符合,表明建立的冲淤量计算方法能够较好地模拟河道长时期的冲淤过程。     

三峡水库建库前后荆江低水水位流量关系分析

三峡水库蓄水运用以后,由于库区泥沙淤积,清水下泄,下游河道必然受到影响。通过对三峡水库建库前后荆江河段主要水文测站多年的实测资料对比,分析了水库建库前后荆江河段主要控制站宜昌、枝城、沙市、监利的断面面积及低水水位流量关系变化。分析结果表明,受水库蓄水后清水下泄影响,荆江河段尤其是枝城、沙市站断面下切较大,低水水位流量关系线下移,同流量级下水位降低;宜昌站由于前期受葛洲坝工程影响,断面已基本稳定,受三峡工程运行影响不大。     

黄河下游输沙量的沿程变化规律和计算方法

以1950-2002年实测输沙资料为基础，研究了黄河下游的输沙量和排沙比变化特点，参照能够反映黄河特点的考虑上站含沙量的输沙率公式，建立了黄河下游逐河段的输沙量和排沙比计算公式。实测资料的验证表明，本文建立的输沙量和排沙比计算公式具有较高精度，可以作为分析水沙变异条件下黄河下游河道泥沙输移规律的参考。     

壅水条件下推移质泥沙输沙率变化规律初步研究

壅水条件下水流结构特征及推移质泥沙输移规律问题目前尚未得到很好的解决,如天然壅水河段、水库库区壅水等条件下的泥沙输移、河床冲淤等问题,亟需这方面的理论支撑。利用理论分析、实测资料、水槽试验等方法进行对比分析首先分析不同条件下推移质输沙率变化的差异性;然后利用水槽试验观测壅水条件下非均匀流水流结构特征;最后结合天然实测资料和水槽试验资料,回归分析得出了适合在水库库区壅水河道的推移质输沙率计算公式。研究结果为当壅水程度指标β达到1.3以上时,现有各家公式已基本不能用来计算壅水条件下的推移质输沙率;利用水槽试验资料得到了相对床面切应力与壅水程度指标β的定量关系;回归分析得出壅水河道推移质输沙率计算公式可以在三峡库区河段适用。     

岷江都江堰河段卵石推移质的横向分布特性

常用的推移质输沙率公式多指单位河宽的输沙率计算，对于全断面的输沙率则涉及推移质输沙带的宽度和横向输沙率分布，本文以岷江都江堰河段卵石推移质输沙率的横向分布实测资料为基础，建立了用自然对数函数描述横向分布的概率分布函数，并对横向强输沙区，弱输沙区和不输沙区给出了量化指标。     

北江清远河段推移质运动规律初步研究

采用理论分析、变坡水槽试验与实体模型试验相结合的研究方法,针对北江清远河段推移质泥沙特性及运动特性,进行了泥沙起动及输移的水槽试验,并对泥沙的起动与输移规律进行了初步研究。根据起动试验结果,得出了反映颗粒隐蔽和暴露作用的隐暴系数表达式;根据输移试验结果分析了推移质输沙率的特性,并通过与其它公式进行比较,得到适应于该河段的推移质输沙率公式。     

三峡建库前后长江中游河道输沙率变化分析

三峡建库后,水库下游河道含沙水流长期处于严重次饱和状态,输沙由相对平衡状态转变为不平衡状态,输沙强度较自然条件下发生显著变化。根据三峡水库蓄水运用前后(1992—2017年)长江中游主要水文站断面、床沙与水文资料,从输沙率变化、床沙粒径变化、平滩流量等角度研究长江中游河道复式断面输沙强度问题,得出以下结论:三峡水库蓄水运用后,进入下游河道的泥沙大幅度较少,长江中游沿程水文站同流量级输沙率明显减少;床沙粒径沿程出现不同程度的粗化,其中荆江河段粗化最为明显,螺山至武汉河段略有粗化;螺山站和汉口站在自然条件下平滩流量附近输沙强度出现峰值,对应的水流挟沙能力为极大值。     

CRFPDP模型在荆江河段的应用

长江荆江河段共有７个预报站：枝城、沙市、新厂、石首、监利、城陵矶、螺山站。其中螺山站，新厂站需要预报流量，除新厂站以外其余各站，均以水位作为预报对象。对上述７站ＣＲＦＰＤＰ预报模型参数进行了率．定，同时还研制了ＣＲＦＰＤＰ模型汇流部分的通用运行程序以安装到洪水预报系统中使用。     

长江干流监利站水沙特性分析

监利河段位于长江中下游14个重点河段之一荆江河段的下段。根据对该河段代表水文站--监利水文站多年统计资料分析,监利站年径流量变化过程与年输沙量变化过程均呈不规则周期性变化,且以20世纪80年代末期为界,明显地分为2个阶段,2006年为长江枯水少沙年份,径流量、输沙量均为历年来最低值。监利站径流量年内分配与输沙量基本一致,均集中于汛期5-10月,且输沙量更为集中。水沙关联性分析结果表明,监利站来水来沙总体呈正相关性,即径流量越大,输沙量也就越大。监利站的水沙变化除了受长江上游来水来沙变化的影响外,下荆江裁弯工程、荆江三口分流分沙变化 及三峡工程等水利枢纽建设,均是主要影响因素。     

监利站平滩面积对水沙条件变化的滞后响应

河床对水沙条件变化的滞后调整过程已被众多研究者通过实测资料分析所证实。以荆江河段上的监利站为研究对象,选定平滩面积作为反映河床调整的参数,通过分析河道平滩面积调整的滞后响应过程与特点,探讨其响应调整规律,并建立与之相适应的滞后响应模型。研究表明,监利站的前期来水来沙条件对当前平滩面积调整的影响真实存在,滞后响应理论同样适用于长江荆江河段的监利站。同时,通过对适用于黄河流域的滞后响应模型(即黄河滞后响应模型)进行改进,建立了适用于监利站的平滩面积滞后响应模型。     

三峡水库泄水波与沙市站水位流量响应关系研究

三峡水库投入运行后,其下游特别是荆江河段水沙特性发生了明显改变。长期以来,众多研究者在不同阶段对三峡水库运用后下游河段行洪能力的变化进行了大量研究,但得出的结论和认识不尽相同。沙市站水位流量关系是确定荆江河道行洪能力的主要依据,对于三峡水库实施荆江补偿调度也至关重要。采用数值模拟方法,分析了受河道变化及洪水特性改变双重影响下沙市站水位流量关系的变化规律,同时模拟了沙市洪峰水位与三峡水库不同泄水波的响应关系。结果表明:洪水波的波型变化对沙市水位流量关系产生影响,多数情况下,同流量下断波洪水的洪峰水位略高于天然洪水;沙市河段行洪能力基本未发生变化;不同类型洪水波向下游传播时,其坦化作用各有差异。     

飞来峡水利枢纽运行对北江河道演变的影响分析

按列维输沙率公式估算，北江横石站推移质年产沙量46万t，飞来峡水库运行将会导致部分推移质泥沙淤积在库内，但总量不大。根据估算推移质沙量来看，近十多年来北江下游河道采沙量偏多，河道采沙要参考河流产沙量有计划地开采。     

荆江三口分流分沙及洞庭湖出口水沙输移的变化规律

荆江三口分流分沙及洞庭湖出口水沙输移的变化,不仅关系到洞庭湖区防洪、航运及水资源利用等,而且影响到长江与洞庭湖关系的变化趋势。利用三峡工程蓄水前后的最新实测资料分析荆江三口分流分沙及洞庭湖出流水沙变化规律,得到以下成果与结论：三峡工程蓄水以来荆江三口分流分沙比无明显变化趋势,但荆江三口分沙量大幅度地减少,其中三口五站断流天数也无明显变化,除弥陀寺、康家港断流时长江干流临界流量略有减少外,其它三站干流临界流量均变化不大。三峡工程蓄水后七里山年均输沙量减少幅度不大,但洞庭湖排沙比显著增大,甚至部分年份洞庭湖排沙比超过100%。此成果对于深入研究江湖关系调整规律和预测长江与洞庭湖的变化趋势均具有重要意义。     

长江上游川江河道水沙输移特性分析

选取长江干流上游屏山、寸滩和宜昌及支流嘉陵江的北碚站、岷江的高场站等水文站为代表站,对比分析各站近期年径流量、年输沙量、年均含沙量等水沙特征值的变化特性。另外,依据宜昌站实测资料重点分析了川江沙卵石推移质的粒径组成情况及其输沙率年内变化过程。分析结果表明:长江上游川江河道含沙量较小,而输沙量较大,从金沙江下游屏山站至宜昌站,输沙量沿程增大,而含沙量则沿程有减有增,但主要是减小。川江沙质推移质输移集中在4-11月,其粒径在汛期的5(或6)月-8(或9)月,粒径先是变细,然后逐渐变粗。而卵石推移质集中在6-10月其粒径在汛期的5(或6)月-8(或9)月,粒径先是变粗,然后逐渐变细。     

三峡工程蓄水运用以来荆江水位流量关系变化分析

根据三峡工程蓄水前后的实测资料,分析了荆江河段沿程水位流量关系变化。研究成果表明：除枝城站在枯水流量下水位略有下降外,上荆江在中、枯流量下水位也均有一定程度的下降,其中沙市站枯水位下降最大,下荆江河段水位在同流量下略有下降。除枝城站枯水位变化受卢家河浅滩形成的沙坎石泓影响外,三峡工程蓄水后影响荆江河段水位流量关系变化的...