渭河和黄河下游河道冲淤特性研究

对渭河下游和黄河下游河道冲淤特性的研究情况进行了回顾,利用渭河下游和黄河下游实测资料对从非平衡输沙理论推导出的冲淤临界流量与含沙量关系进行了验证和对比。以此为基础,对河床冲淤特性做出了新的解释,即“相对大水冲刷、相对小水淤积”。按照来水来沙指标流量与含沙量的对比关系,将河床冲淤分成相对大水冲刷区、相对小水淤积区2个大区,或分为清水冲刷区（绝对大水冲刷区）、相对大水冲刷区、相对大小水冲淤临界区、相对小水淤积区、绝对小水淤积区5个小区。     

远破波作用下提前冲淤形态及冲淤机理

远破波作用下堤前海床冲刷较为严重，对建筑物的安全更具威胁，国外尚无专门研究。本文通过试验，重点研究远破波作用下堤前冲淤规律，并对冲淤机理进行分析。     

远破波作用下堤前冲淤形态及冲淤机理

远破波作用下堤前海床冲刷较为严重，对建筑物的安全更具威胁，国外尚无专门研究，。本文通过试验，重点研究远破波作用下堤前冲淤规律，并对冲淤机理进行分析。     

三门峡水库时空冲淤与滞后响应

基于三门峡水库1960—2016年水沙和冲淤资料,本文分析了水库纵向与横向、年内与年际、时间与空间上的冲淤演变规律。结果表明:三门峡水库的冲淤过程可大致分为1960—1969年快速淤积、1970—1973年快速冲刷、1974—2002年缓慢淤积和2003—2016缓慢冲刷4个阶段;库区冲淤是上游来水来沙与下游水库运用协同作用的结果,1974年水库蓄清排浑运用前,主要受水库运用引起的溯源冲淤的影响,之后水沙作用增强。溯源冲淤向上游传播过程中冲淤幅度逐渐减小,溯源冲刷的影响时间相对较短,而溯源淤积的影响时长向上游不断延长,上游回水区河道溯源淤积累计量达到最大值的时间明显滞后于库区河道,当库水位开始下降及库区河道开始冲刷时,上游回水区仍可处于溯源淤积的影响之下。改进了河床演变的滞后响应模型,得到了权重归一化的滞后响应模型,克服了原有模型中特征量平衡值的权重之和小于1而可能对平衡值进行偏大估计的缺点。采用改进后的模型建立了三门峡水库累计淤积量的计算方法,该方法可较好模拟三门峡水库蓄清排浑运用以来的冲淤演变过程,计算精度较高。     

孤立波作用下斜坡堤越浪量的实验研究

为了研究海啸等浅水大波对海堤等海岸结构物的作用,采用孤立波作为输入波形,在波浪水槽中进行了孤立波在斜坡堤上越浪过程的系列实验。通过物理模型实验,获得了孤立波作用下斜坡堤越浪量的测量结果,并基于PIV方法测量得到的海堤越浪流速度场计算了越浪量。以堤顶相对超高和来波相对波高为无量纲参数,基于越浪量实验数据建立了斜坡堤上孤立波越浪量的经验预报公式。孤立波堤顶越浪流的PIV测量结果表明,在实验工况条件下越堤流流场可近似为几乎平行的流动;基于PIV测量结果得到孤立波越浪量与越浪量的直接测量结果一致性较好。对简单斜坡堤而言,无量纲的孤立波越浪量随来波相对波高的增大而增加,随着堤顶相对超高的减小呈指数增大。     

“上淤下冲”型潮滩的波流动力特征及剖面塑造

利用3D潮流泥沙数值模型FVCOM和波浪模式SWAN,对江苏海岸辐射沙脊群北翼西洋水道斗龙港附近潮滩的年冲淤演变进行了模拟。结果显示,包括潮下带在内的西洋深槽以冲刷下切为主,而斗龙港河口以南-1.6 m等深线以浅的潮间带滩地则处于淤积状态,呈现“上淤下冲”的格局。选取典型横剖面,进一步分析了潮流与波浪的年冲淤量及净冲淤量、底部切应力、波高等要素沿剖面的变化特征。潮滩及剖面形态的演变取决于潮流的淤积作用和短期强风浪冲刷作用的平衡结果。淤积峰区与冲刷峰区的叠加决定了剖面上凸形与下凸形的拐点部位。     

金沙江溪洛渡水库变动回水区冲淤分析

依据实测资料,对比了溪洛渡水库蓄水后变动回水区各年间冲淤变化情况,分析了影响该河段冲淤演变的相关因素,并比较了溪洛渡水库与三峡水库变动回水区冲淤情况的异同。结果表明:溪洛渡水库蓄水后,受上游水沙条件及坝前水位影响,变动回水区年际间以淤积为主,年内11月至次年5月变动回水区有少量淤积或冲刷,5～6月间有较明显冲刷,6～11月淤积;空间冲淤分布规律与三峡水库变动回水区相似,均表现为上段冲刷、下段淤积,且以防洪限制水位下淤积为主,但淤积程度明显大于三峡水库变动回水区。     

长江中下游水沙与河床冲淤变化特性研究

利用长江干、支流水文和河道地形实测资料,研究了三峡工程运用前后坝下游水沙输移特性与河湖泥沙冲淤的时空格局和变化特征。结果表明：① 三峡工程建成运行后,长江中游洪峰流量减小,中水时间延长,汛后退水时间缩短,干流输沙量大幅减少,泥沙来源发生新变化,荆江三口分流分沙量继续减少;② 长江中游干流河势总体稳定,但河床沿程纵向冲刷强度与三峡水库运用前相比明显增大,且冲刷强度和发展速度均大于原预测值;③ 荆江三口洪道由蓄水前的淤积转为冲刷;④ 洞庭湖淤积速度大为减缓,鄱阳湖受河道采砂等影响,总体由淤积转为冲刷;⑤ 长江中游河、湖泥沙冲淤格局发生调整,三峡水库蓄水前长江中游河、湖呈淤积状态,蓄水后则呈冲刷状态。      

近期黄河下游河道冲淤演变

1黄河下游河道历年冲淤变化人民治黄50年来，黄河治理开发取得了巨大成就，同时黄河水沙条件发生了新的变化，黄河下游河道冲淤变化经历了几个明显过程。（1）1950年至1960年，三门峡水库建库前，来水来沙为天然情况，河道冲淤演变与天然来水来沙条件有关，演变规律为“多来、多排、多淤”、“少来、少排、少淤”，总的趋势是河床淤积，大水淤滩刷槽，小水淤槽，淤积沿程变化、横向分布不均，年际冲淤变化较大。（2）1960年9月至1964年10月，三门峡水库蓄水拦沙，下泄清水，下游河道冲刷较快，年平均冲刷泥沙5．78亿t，冲刷范围遍及整个下游…     

巴彦高勒水文站断面冲淤变化及过流能力分析

通过分析巴彦高勒水文站历史断面形态、同水位面积、平滩流量、水位流量关系线变化,给出了水沙变化条件下巴彦高勒断面冲淤变化特征及现状过流能力。结果表明:该站河床冲淤变化较大,年内变化一般表现为封河期淤积、开河期冲刷,汛期冲刷、汛后至次年封河期淤积;同水位断面面积和平滩流量均随水沙条件改变有明显减小趋势;与1981年相比,近期同流量水位明显抬高,同水位过流能力明显减弱;参照邻近年份曲线趋势延长法绘制的高水报汛曲线及过流能力更接近该站的实际情况。     

非淹没刚性植被影响下孤立波在岸滩上的爬高

为探究海岸刚性植被对海啸波的削弱效应,通过物理模型试验和数值模拟研究了孤立波与不同坡度岸滩上非淹没刚性植被的相互作用问题。物理模型试验在波浪槽中进行,测试了不同的入射波波高、植被密度和岸滩坡度对孤立波爬高的影响,并运用物理模型试验数据校核改进后的Boussinesq方程,得到植被的拖曳力系数。结果表明:拖曳力系数随植被密度的增大而增大,随坡度增大而减小;植被后的无量纲透射波高和无量纲岸滩爬高随着无量纲的入射波高的增大而减小,随着植被密度的增大而减小;当岸滩坡度增大时,无量纲透射波高增大而无量纲爬高并无显著差异。最后根据回归分析得出了岸滩爬高与相对入射波高、植被密度和岸滩坡度的幂函数型经验关系式。     

海啸波引起的近岸房屋局部冲刷试验

基于波浪水槽,分别考虑独栋和房屋群两种情况,开展海啸波引起的近岸房屋局部冲刷试验研究,分别建立了独栋房屋情况下相对最大冲刷深度与海啸波相对越顶高度关系式和房屋群情况下局部最大冲刷深度与海啸波波高、房屋宽度、房屋高度、房屋数量、房屋间的中心间距的关系式。试验结果表明在海啸波越顶水流产生的水跌以及海啸波通过房屋时产生的扰流共同作用下,房屋周围,特别是海侧会产生明显的局部冲刷坑;回落水流水跌是局部冲刷坑产生的主要因素,扰流是次要因素。所建立的关系式揭示了最大局部冲刷深度与海啸波、房屋尺寸、房屋布局的内在联系。     

海岸红树林与海啸波相互作用实验研究

2004年发生的印度洋海啸给印度洋沿岸的亚非13个国家造成巨大的经济损失。多份实地考察报告都表明了红树林具有保护海岸的作用。就此,研究海啸波（孤立波）穿过红树林后透射波和反射波的变化情况,实验结果表明：透射波高随着入射波高的增大而增大,随着红树林分布密度的增大而减小;对于一定分布密度的红树林,反射系数和透射系数对入射波...     

AN EXPERIMENTAL OBSERVATION OF A SOLITARY WAVE IMPINGE-MENT,RUN-UP AND OVERTOPPING ON A SEAWALL

A sequence of laboratory experiments using solitary waves was performed to model the effect of leading form of three types of tsunamis(a bore,an impinging wave and an overtopping wave)on a seawall on a sloping beach.The wave evolution process,impinging pressure along the seawall surface,total overtopping discharge behind the seawall and the maximum run-up height on the rear slope were measured and compared.Laboratory data were employed to re-examine relevant empirical formulae in the literature.The effect of the presence of the seawall in reducing maximum run-up height using the present setup was briefly discussed.The present data can be used for calibrating numerical and mathematical models.     

海岸底床剖面演变模拟与分析

近岸水下沙坝的位置与高度是河口海岸底床变化的主要原因,波浪与地形之间的耦合与反馈造成了沙坝向海连续迁移。使用LITPACK的添加模块LITPROF模拟沙质海岸剖面形态变化主要是沙坝的形成与迁移,通过模拟不同波浪入射角及剖面坡度对沙坝形成与迁移的影响,得出沙坝主要在波浪破碎点处形成,波浪入射角增大,沙坝离岸迁移越快;底床坡度越陡,沙坝产生与迁移越快,岸滩变形也越大。     

钱塘江排桩式丁坝设计

在分析传统堆石丁坝特点的基础上，提出了排桩式丁坝，并分析了其护塘功能、坝型选择、坝群布置、结构设计等关键问题．实际运行情况表明，排桩式丁坝能有效地减轻涌潮对近塘滩地的冲刷，大幅度减轻局部冲刷，提高丁坝的稳定性，在河口治理、护塘和促淤工程中具有广泛应用价值．     

Scour around submarine pipes due to high-amplitude transient waves

Estimation of scour dimensions below submarine pipelines is a vital step in designing offshore infrastructure. Extreme events like tsunami waves produce strong erosive forces below the underwater pipes, apt to create scour holes, jeopardizing the safety of the structure. Despite the importance of this issue, previous studies have mainly focused on steady flow cases, and the scour pattern below submarine pipes induced by high-amplitude transient waves has rarely been investigated. This paper reports the results of 40 experimental runs on transient wave-induced scour below a model pipe in a laboratory flume under a variety of initial conditions. The variables included the bed particle size and gradation,initial water depth, wave height, and slope of the bed layer. Waves were generated by a sudden release of water from a sluice gate, installed in the middle of the flume. A pressure transducer data acquisition system was used to record the wave heights at different time steps. The results indicate that, with a shallower initial depth of flow, the scour depth is relatively large. It was also found that there exists a direct correlation between the induced wave height and the size of the scour hole. It was observed that, in clear water conditions, the size of the scour hole in coarse sediments is smaller, while in live-bed conditions, larger scour holes are created in coarser sediments. It was also observed that at high wave amplitudes, the live-bed conditions are dominant, and consequently the bed elevation is altered.     

植物带影响下孤立波沿程波高衰减特性试验

鉴于近岸植被对孤立波的阻力效应能有效降低其波能,开展综合考虑根茎叶影响的植物带消波试验,探究植物带影响下孤立波沿程波高衰减特性。当孤立波非线性大于0.11时,茎作用下孤立波沿程波高衰减特性与指数函数以及幂函数规律并不一致。当淹没度为0.67时,根茎共同与茎单独作用下孤立波沿程波高衰减趋势基本一致。当淹没度小于0.67且孤立波非线性不小于0.30时,茎叶作用下孤立波沿程波高服从指数函数以及幂函数衰减规律。非淹没情况下,随着分布密度的减小,孤立波沿程波高衰减强度减小,植物带消波边界效应减弱。研究表明,相比根茎,叶对孤立波沿程波高衰减特性影响更大。根茎叶以及分布密度对孤立波沿程波高衰减特性的影响与淹没度和孤立波非线性有关。     

护滩带边缘局部冲刷深度计算公式初步研究

长江航道整治工程广泛采用软体排护滩,简称护滩带,当护滩带边缘压载结构不同时,边缘外的局部冲刷会发生变化。采用水槽试验的方法,研究了不同压载体护滩带边缘的局部冲刷规律。研究发现,护滩带边缘冲刷深度随水流流速与泥沙起动流速之比的增加而增大;当排体外不铺设压载体时,排体上压载体透水率越大,局部冲刷深度也越大;当排体外铺设压载体时,局部冲刷深度随压载体铺设宽度的增大呈先减小,后变化不大的特点;当排体上压载体结构和排体外压载宽度相同时,排体外压载体透水率越大,局部冲刷深度也越大。依据试验资料,选取反映水流、河床及压载结构条件的因子,建立了具有一定精度的计算排体护滩带边缘局部冲刷深度的经验公式。