长江下游靖江新华港区疏浚回淤试验研究

近年来,福姜沙北水道成形心滩切割下移,河道左岸的靖江新港作业区码头前沿及进港航道水深严重不足,严重影响了港区的正常运行。在分析研究该河段演变特点,总结近期淤积的主要原因基础上,采用动床泥沙模型对港区疏滩方案进行了试验,对疏滩工程后回淤进行了分析研究。结果表明,随着采砂区泥沙回淤,引流作用减弱,新港作业区前沿动力会有所恢复,作业区前沿水深将得到一定程度改善。     

新水沙条件下靖江边滩演变特性及影响因素研究

在新水沙条件下,长江下游重点河段河势变化对相关涉河建筑物将产生重大影响。以福姜沙及靖江边滩实测水沙资料为研究对象,分析了靖江边滩的演变特性;同时,分析了上游来水来沙、近岸涨落潮、工程河段滩槽河势变化等多因素对靖江边滩演变的影响。研究表明:近年来在上下游河势变化影响减弱,上游来沙减少的趋势下,靖江边滩冲刷后淤长速度将放缓,演变周期将有所加长。     

长江下游江阴-福姜沙弯曲与分汊过渡河段边滩演变研究

研究三峡工程蓄水后长江边滩的水沙动力条件及其演变规律,有助于合理利用边滩资源,促进长江航运发展,具有重要的科学研究意义及实践应用价值。以靖江边滩为例,根据该水域丰富的水沙及地形观测资料,分析了弯曲与分汊河型过渡段靖江边滩年内动态冲淤演变规律及其成因。研究表明:靖江边滩上段河势稳定,中下段冲淤反复,边滩冲淤变化主要位于7.0～12.5 m范围。靖江边滩沿程冲淤年内随流量的变化而变化,边滩上游弯道节点年内主流摆动、丰水期上游丰富的泥沙来源以及下游福姜沙阻水分流是造成过渡段靖江边滩冲淤演变的主要影响因素。     

桥区河段洲滩变化对通航条件的影响

桥区河段的洲滩演变,可能会改变桥区的航道条件,影响船舶通航。武汉长江大桥所在的武桥水道河段汉阳边滩年内呈现汛冲枯淤的规律,如果枯水期汉阳边滩淤积展宽,武汉长江大桥上水通航孔水深不足,不能通航,或者即使水深足够,但因桥位上游的航槽过于弯曲,上水船舶通航困难,常需要调标改孔,严重时必须采取疏浚措施。将二维水流数学模型与船舶运动漂移量模型相结合,计算分析了汉阳边滩不同淤积形态条件下上行船舶通过大桥上游弯道的所需航宽,从船舶运动学角度分析了汉阳边滩淤积展宽影响桥区通航的机理。结果表明,即使4 m等深线没有直接淤积通航桥孔,当汉阳边滩突咀较大且靠近大桥时,桥位上游弯道宽度不满足上水船舶安全通航所需航宽的要求,必须采取相应措施。     

黄河源白河与黑河下游凸岸点边滩形态与变化规律

黄河源白河与黑河是典型的弯曲河流,河道沿程凸岸分布着形态各异的点边滩。作为凸岸前缘的新淤积体,点边滩的变化与弯道形态和同岸泥沙淤积具有密切联系。基于遥感影像解译与野外观测,识别河道边界和提取点边滩,分析点边滩的几何形态特征及其变化规律。白河与黑河下游54个凸岸点边滩可按形态特征分为圆弧形、长条形、U型和微弯形点边滩,其形态特征由弯道曲率决定。岸线曲率最大的点边滩呈圆弧形,最小的点边滩呈微弯形。长宽比最大的是微弯点边滩,长宽比最大值为41.38,长宽比最小的是长条形点边滩,长宽比最小值为16.80。不同河段中各类型点边滩分布情况不同,如圆弧形点边滩在白河占比约50%,在黑河仅占32.5%。弯道凸岸点边滩的发育过程是持续的淤积增厚,且其内外边界同时向凹岸方向横向迁移。     

不同水沙条件下顺直型河道交错边滩演变规律

顺直型河道在自然河流演变中常常形成典型的具有犬牙交错形状的边滩地形,在不同水河条件的河流中,边滩发育演变情况各不相同,为了研究水沙条件对其演变的具体影响,利用室内概化模型试验,研究了顺直型河道交错边滩在不同水沙条件下演变的规律。试验发现:①上游来沙减少后,河段内交错边滩的面积及尺寸相应减小,交错边滩之间的间距也会缩短。②顺直型河段交错边滩的下移速度随上游来沙减少而减缓;其主要原因是大沙组情况下滩尾淤积,压缩附近的主槽主流,继而造成对岸下游的边滩头部冲刷下移,清水组情况下滩尾淤积的泥沙较少,该现象相应减弱。③顺直型河道在大沙条件下表现出冲滩淤槽的趋势,河道逐渐被“抹平”,滩槽差异缩小。④随着上游来沙的减少,河道主槽开始冲刷,在抗冲性较强的边界旁,主河道会顶冲河岸下切出深槽,滩槽更加分明,在交错边滩下移的同时,靠岸的深槽往往不会被填平,形成“倒套”。     

长江口北支近期水沙特性及河道演变特征

根据近年来长江口北支实测水文地形资料,分析了2001年后北支的水沙特性、岸线、深泓线、等高线和河床冲淤等变化情况。分析结果表明:近年来长江口北支分流比的变化趋缓,含沙量和床沙粒径沿程变化有一定的规律;岸线变化集中在三和港至启东港段,岸线缩窄率超过50%;深泓变化集中在进口至大洪河、大新河至三和港,进口深泓呈现崇头→海门港→崇头变动;崇头至灵甸港段深槽呈弯曲河道特征,灵甸港以下河道顺直展宽;河槽总体表现为淤积,其中,崇头至大新河段深槽冲刷边滩淤积,三条港至连兴港段的深槽基本不变,边滩淤积。总体来看,北支的淤积集中在主流变动段、凸岸边滩与崇明北缘边滩,而冲刷则集中在深槽、弯道凹岸与整治工程前沿。     

边界条件对长江中游周天河段河道演变影响

周天河段是长江中游重点碍航河段,研究其边、心滩演变与上下游河势的联动关系、主流过渡形式与航道条件的关系,可指导该河段航道整治工程实践。采用1985～2014年实测水沙和地形数据,研究了自然条件及人类活动影响下的边界条件变化对周天河段演变过程的影响。在自然状态下,周天河段演变规律为:大水年左岸边滩与心滩合并,河道深泓为一次过渡形式;中小水年边滩与心滩分离,且窜沟发育,形成二次或多次过渡形式。三峡水库蓄水运行及航道整治工程的实施,改变了水沙及河道边界,其演变规律变为:应急清淤工程至控导工程期间(2001～2006年),临岸窜沟得到有效封堵,左岸侧边心滩冲刷,右岸侧滩滩体发育;控导工程至荆江河段一期工程期间(2006～2014年),左岸侧边心滩(九华寺、蛟子渊边滩及周公堤心滩)淤涨,新厂边滩和天星洲左缘崩退,右岸侧戚家台边滩淤积;荆江一期工程实施(2014年)以来,左岸侧边滩淤积,右岸侧边滩冲刷。分析表明:在"清水下泄"及航道整治工程作用下,未来一段时间周天河段河床仍以冲刷为主,但局部横向变形需引起关注,航道水深提高过程中应关注颜家台空荡区域的航道条件变化趋势。     

海南岛西南岸沿岸输沙特性及防波堤影响

通过海南岛西南岸东方海洋观测站波浪观测资料验证,建立八所海域波浪数学模型,计算确定八所新港沿岸水域各向破波要素。采用3种沿岸输沙率计算公式,确定海南岛西南岸八所新港周边海岸沿岸输沙率。分别探讨风浪、涌浪对海南岛八所新港沿岸输沙率的贡献,对比分析防波堤工程建设前后八所新港及附近沿岸输沙率特征。研究表明,海南岛西南岸向北的沿岸输沙能力大于向南的;风浪、涌浪对八所新港附近海岸沿岸输沙能力的贡献率与其出现的频率略有区别;八所新港建港后南北两侧出现淤积且南侧淤积强度大于北侧;防波堤长度的增加对沿岸输沙能力影响的范围和强度有所增大。     

弯道水力条件的变化对形成上下荆江河型影响的探讨

本文通过实测资料分析,阐述了主流线在河湾中演变与水流动力因素的关系,建立了荆江河湾内主流线变化的经验关系式.进而论证了由于上下荆江各自具有不同的水力输沙特点,致使前者边滩无法成长,而被切割形成河湾汊道;后者边滩能稳定成长,河湾凹岸不断崩坍,凸岸不断淤积,而发展成为蜿蜒性河道.     

江河防浪林改进技术

在江河堤防边滩营建高标准防浪林带,可以取得良好的生态防洪效果。当洪水到来时,能够有效地削弱风浪及漩涡急流对堤防的冲击力,并能够缓流落淤积沙,控制崩岸,抬高边滩,提高堤防安全度。     

河口边滩上的挖槽淤积率研究

本文分析了河口边滩上开挖的拟建电厂引水槽在分层和非分层流动作用下的水流泥沙特性，建立了主槽向输沙扩散的数学模型，预报了挖槽内的淤积率，计算结果用原理数据作了验证。此外，根据附近引水渠原型实测资料，确定了沙粒平均沉速，从而对与外段挖槽相连的引水渠中的淤积作了估算。     

牛轭湖出口段淤积过程的数值模拟

牛轭湖出口段主要以悬移质淤积为主,其沙栓淤积过程尚缺少研究。结合黄河源黑河支流麦曲的观测数据,采用MIKE3模拟牛轭湖出口段沙栓的淤积过程。牛轭湖出口段淤积分为进口漫水与回流淤积两个阶段,前者仅在出口段的底部少量淤积,后者在横向环流作用下悬移质在出口段发生累积性淤积。牛轭湖出口段淤积的主要因素是悬移质中值粒径、上游来流量和悬沙浓度。来流量越大,引起出口段横向环流中心的紊动强度增大,从而促进泥沙悬浮,导致出口段两岸边滩更易淤积。悬移质浓度的增加会同时抑制出口段底层泥沙起动,促进沙栓的形成与淤高。     

天然边滩游泳场整治工程泥沙冲淤特性研究

天然游泳场的冲淤变化是影响边滩游泳场正常稳定运营的关键。首先分析闽江西河流态和输沙特征,表明闽江西河边滩及附近河段的输沙不平衡将很大程度上危及该天然游泳场的边滩稳定性。在此分析结论的基础上,结合数值模拟技术,计算出工程整治措施对边滩游泳场及其附近河段冲淤变化的影响。研究结果表明:对旧洪山大桥桥下深槽进行抛石填充以及对游泳场边滩进行平整能够有效的抑制游泳场的弯道环流,改善本河段的流速分布,从而改善边滩河段纵向及横向的输沙不平衡的现象。因此,工程措施能够减弱游泳场上游淤积下游冲刷的现状,对促进边滩的稳定起到积极的作用。     

长江口北支近期河床演变分析

根据20世纪80年代以来北支实测水下地形资料,全面分析了长江口北支河段近期河床演变特征。分析表明:近期北支河床呈累积性淤积。在目前河势条件下,堡镇港以下崇明北沿边滩淤积速度将会加快;随着河宽大幅度缩窄,北支深泓线趋于稳定;为维持北支一定的水深,保障河道一定的航运功能,满足沿江两岸有关县市的引、排水需要,可对进口段进行一定的疏浚,适当增加分流比。     

洞庭湖泥沙淤积与洲滩变化研究

根据1974、1995年洞庭湖湖盆地形的测量数据,运用GIS的空间分析方法,对洞庭湖的泥沙冲淤与洲滩变化特征进行了研究。结果表明：洞庭湖的湖盆泥沙淤积强度随高程增加而逐步减弱,表明洞庭湖的淤积并非呈简单的线性增长;湖泊的泥沙淤积特征,表现为入湖三角洲的向前推进和边滩的扩张延伸,其它形式的淤积较小,呈现洲滩面积扩大、敞水区面积减少、深泓不断出现并发展的态势。     

三峡水库变动回水区河道推移质输移特性研究

通过对三峡库区有关的野外实测资料、模型试验和计算资料，分析了三峡水库变动回水区河道推移质输沙特性，三峡水库运行末期，变动回水区泥沙淤积物以沙质推移质为主，其中上段还有孵石推移质。从上游往下游，泥沙淤积物的颗粒逐渐变细，主槽的粒径组成粒粗，而边滩的粒径组成较细。随着水库运行年限的增长，主槽泥沙颗粒经历着粗化过程，而边滩却处于不断细化过程。主槽中原来淤积的细颗粒泥沙由于新淤积粗颗粒的保护和荫蔽作用，主槽的泥沙尽管粗化，水库运用后期的主槽淤积物仍有较细的泥沙颗粒存在，对于物模试验中放水过程对推移质输沙的影响、水库变动回水区所特有的碍航现象，以及修建向家坝和溪洛渡水利枢纽后变动回水区的推移质泥沙输移等问题，还有待在相性基础理论中进一步研究。     

“92.8”高含沙洪水在黄河下游演进特性分析

“92.8”洪水位异常高的主要原因:一是前期连续几年枯水,造成河床严重淤积;二是本场洪水边滩淤积,河道过水面积减小。花园口站洪峰流量大于上站的主要原因是:主槽强烈冲刷,水位大幅度下降,漫滩水迅速回归主槽。     

宁波三江河道水沙特性及冲淤变化规律

从径流量、潮量和含沙量的历史变化角度,对宁波三江水沙特性做定性描述,并阐述了奉化江、姚江和甬江的河床演变及冲淤规律.历史上三江河床较为稳定,河道处于相对冲淤平衡状态,但1959年姚江大闸和1975年镇海拦海大堤两大工程的相继建成,引起甬江河道发生剧烈淤积以适应水动力条件的改变,经过多年调整才渐趋平衡.随着社会经济的迅速发展,三江沿岸涉水工程(桥梁、码头等)、水资源开发利用(水库等)及人类活动(建筑垃圾和淤泥违规倾倒)逐年增多,甬江河道尤其边滩进入缓慢淤积期.奉化江河道亦处于缓慢淤积状态,但总体淤积强度相对较小.姚江闸下河段在大闸不泄流的情况下水动力条件较弱,河道整体处于单向淤积状态之中.研究宁波三江河道的演变历史规律,不仅可丰富河床演变学关于潮汐河口的理论,还可为我国类似感潮河流的淤积治理提供相应的参考.     

甬江扩建油码头对所在河段的行洪影响分析

近年来甬江尾间段修建了不少码头,它们对河口段行洪排涝产生了很大影响.本文采用平面二维水沙数值模拟的方法,以某拟扩建油码头为例,对油码头扩建前、后不同工况条件下该河段的水流及河床冲淤特性进行数值模拟,分析了工程修建后对洪水位、洪水河势及栈桥区冲淤的影响.结果表明,扩建油码头后洪水水力要素发生一定变化,码头上游水位略有壅高,下游水位降落;码头迎流段流速减小,相应背流段流速加大;水流动力轴线略向左岸偏移,但河势依旧稳定;栈桥头部有局部冲刷,码头上下游滩地微量淤积.可以利用落潮流进行航道疏浚清淤与边滩清淤整治,但须防止边滩持续淤积可能带来的河势调整.