辽河中下游悬移质泥沙颗粒特征分析

根据1988-2005年有关水文站泥沙观测资料,对辽河中下游泥沙颗粒特征在不同时空条件下的变化以及不同粒径组泥沙对辽河下游悬移质沉积的影响进行了分析.结果表明:在空间分布上,从上游至下游悬移质泥沙粒径呈细化趋势;在时间分布上,汛期悬移质泥沙粒径一般小于非汛期泥沙粒径;上游来沙越粗,来沙量与河道沉积的关系越密切;下游河道泥沙从存贮到释放的来沙临界值随泥沙粒径的变大而减小;进入辽河下游的泥沙对于河道的危害程度随着粒径的变大而增大.     

海勃湾水库建设前后下游河道泥沙粒径变化分析

文章根据海勃湾水库运行前后下游河道悬移质泥沙颗粒粒径变化情况,对巴彦高勒、包头、头道拐水文站多年泥沙颗分资料进行分析研究,得出巴彦高勒水文站泥沙粒径大小受海勃湾水库调节影响较大,包头至头道拐区间基本无影响的结论。     

大凌河流域产沙特性分析

大凌河是多沙河流。文中分析了大凌河流域悬移质输沙量与年际变化规律，介绍了大凌河产沙量集中在汛期、集中在几条主要支流等问题，并分析了其悬移质颗粒级配，对进一步认识大凌河的泥沙形成原因和规律，以及探求治理、开发利用和改善流域的生态环境起到积极的作用。     

大凌河泥沙特性分析

通过统计大凌河流域1955-2007年的泥沙观测资料,对大凌河泥沙的基本资料、泥沙输沙量的地域分布、泥沙输沙量年季和年内的变化以及悬移质泥沙颗粒组成进行了研究。定量分析了大凌河水沙时空变化特性,并分析其影响因素,研究结果表明大凌河年输沙量则在丰水年和平水年从上游自下游呈递增趋势,枯水年从上至下呈递减趋势。文章的研究成果对于大凌河水土流失研究及水资源保护研究提供较为重要的参考价值,对大凌河治理、开发利用和改善流域的生态环境起到积极的作用。     

黄河下游泥沙沉积汇对入海悬移质泥沙粒度的影响

黄河下游泥沙沉积汇在黄河流域系统的泥沙收支平衡(Sediment budget)中起着重要的作用。通过河床主槽中泥沙的淤积和冲刷,运动泥沙的组成发生变化;通过滩地上泥沙淤积和河岸坍塌,河漫滩上前期淤积的泥沙与洪水所挟带的泥沙发生交换,使悬移质泥沙的组成发生变化。泥沙冲淤量对不同粒径组入海泥沙百分比的影响是不同的。小于0.01mm细泥沙的百分比与下游河道淤积量呈正相关,0.025~0.05mm和大于0.05mm的较粗泥沙的百分比与下游河道淤积量呈负相关。入海泥沙平均粒径与深泓年摆幅之间也存在着负相关关系。自20世纪60年代,中期以来,特别是自80年代中期以来,由于黄河下游径流量显著减小,黄河下游河道发生萎缩,河宽减小,因而主流线的摆动幅度也显著减小。这使得原来十分强烈的河岸侵蚀和滩槽泥沙交换强度大为减弱,主槽洪水得到的来自河岸侵蚀的细粒泥沙越来越少,因而使入海泥沙粒径变粗。     

近期渭河下游河道冲淤演变研究

通过分析渭河下游三个水文站点2002-2009年河道横断面及悬移质中值粒径的变化,发现渭河下游河道近期出现新的变化特点,河道展宽,平滩流量下河道容积扩大,悬移质中值粒径减小,河道冲刷.从水沙变化、潼关高程和中值粒径变化分析了河道近期发生冲刷的原因.结果表明:2003年多次的漫滩洪水,高含沙洪水与低含沙洪水的共同作用及洪水期流量-含沙量特殊的组合特征,拓宽了河道的容积,大大提升了渭河下游河道的行洪能力;来沙系数变化是渭河下游近期河道冲刷的主要原因;悬移质中值粒径的减小以及潼关高程的稳定也对河道冲刷有所贡献.     

三门峡水库不同运用时期下游河道不同粒径泥沙的冲淤调整趋势

通过分析黄河下游河道的实测水沙资料，对三门峡水库不同运用时间下游河道不同粒径泥沙的冲淤调整进行了分析，比较，得出了近３０年下游河道不同粒径泥沙的冲淤调整趋势，即淤积有，较大幅度地减少，其中汛期淤积量减少非汛期河道由淤积状态转变为冲刷状态；在滞洪排沙运用条件下，出现以粗泥沙为主的淤积；在蓄清排浑运用条件下，由于来水来沙减少，河道淤积明显减少。     

黄河下游河槽泥沙扬动与输移特性

本文利用大量水文资料,在前人研究的基础上,分析研究了黄河下游河槽泥沙扬动与输移特性。首先根据水文测验尤其是泥沙级配实测资料,间接分析各家公式的合理性,从而选择出物理概念清晰、符合黄河下游实际的扬动流速计算公式。对于粒径较小的泥沙,沙玉清、窦国仁等现有扬动流速计算公式都适用于黄河;随着泥沙粒径增加,几家公式差异变大,张罗号和罗诗琦公式同实测资料更为符合。在此基础上分析了黄河下游河槽不同粒径泥沙的扬动特性,认为“粗颗粒”泥沙在黄河下游河槽中水流量下亦能扬动。然后,选取黄河下游花园口、高村和利津站为下游代表水文站,采用汛期非漫滩情况下的实测数据,分别绘制了三站流量与泥沙以悬移形式运动的百分比关系图。引入扬动临界流量的概念后,各站泥沙输移特性变化规律基本遵循统一表达形式。进一步定量分析了各水文站泥沙输移特性,给出了扬动临界流量、扬动概率系数、输沙指数同泥沙粒径等因子的关系式,从而建立了泥沙以悬移形式运动的百分比与水沙因子的计算公式。结合未来30年内年均沙量减小的预测结果进行计算,表明黄河下游汛期日平均流量只要大于971 m³s,悬移质泥沙组成中的粗颗粒能保持悬移运动状态,同时表明加大流量是直接提升水流输沙能力的有效手段。     

黄河干流悬移质泥沙粒径构成变化分析

根据黄河干流6个水文站的泥沙数据,采用时间序列统计分析方法,分析了1950s—1986、2002—2010年黄河悬移质泥沙粒径的时空变化特征,并探讨了人类活动对悬移质泥沙粒径变化的影响。结果表明:在黄河各水文站年输沙量均显著减少的状况下,各水文站悬移质的年中值粒径变化趋势并不一致,兰州、龙门、潼关、花园口站呈减小趋势,而头道拐、利津站则呈增大趋势;在年内,兰州站的悬移质泥沙月中值粒径变化波动减弱,而头道拐站的增强,龙门、潼关、花园口、利津站月中值粒径变化曲线具有同步性,月中值粒径最大值随时间推移不断增大;在悬移质泥沙组成中,头道拐、龙门、利津站的细、中、粗沙量占全沙比例有所变化,但各分组沙量与全沙量在不同时期仍保持线性关系,泥沙组成规律未发生明显变化;人类活动中,水土保持工程措施、大型水库修建等是影响悬移质泥沙粒径变化的主要因素。     

渭河下游水流挟沙力公式的初步研究

在对渭河下游成阳、临潼及华县站20世纪70年代以来实测水沙资料分析计算的基础上,考虑粒径分组、单颗粒沉速、浑水泥沙沉速修正、进口断面悬移质泥沙级配、非均匀沙代表沉速等因素影响,率定了渭河下游水流挟沙力公式系数和指数取值,在一维洪水演进计算应用中具有一定的适用性.     

黄河中游粗沙区来沙量与粗泥沙模数变化分析

黄河下游河道泥沙淤积与中游多沙、粗沙区的来沙关系非常密切，其中粒径在于０．０５ｍｍ的粗泥沙是淤积下河道的主要成分。通过重点分析不同年代粗沙区来沙量、粗泥沙模数的变化及水利水保措施对减少粗泥沙的作用，说明黄河中游兴建的水利、水土保持工程对控制水土流失、减少入黄泥沙特别是粗颗粒泥沙发挥了很大作用。     

基于双流体模型的三维溃坝洪水模拟

在溃坝洪水模拟中,泥沙因素的影响不可忽略。针对坝体溃决中的水沙流动,溃口采用DAMBRK模型中的概化梯形模型,通过欧拉模型即双流体模型成功模拟了溃坝洪水中的悬移质泥沙颗粒。对比来流分别为清水和含悬移质泥沙的水沙流、在下游有村庄阻水和无阻水情况下坝面剪切力的大小,证明悬移质泥沙加快了坝体溃决,下游阻水建筑物对水沙流的破坏有抑制作用,最后给出了河道中泥沙的淤积分布情况。所有模拟结果均符合实际溃坝规律和环境。     

渭河下游河流离子含量与水沙变化间的关系分析

本文根据渭河下游华县站水文资料研究了多沙河流中河流离子含量与水沙变化之间的关系。研究发现，河流离子含量与流量的对数呈显著负相关关系。河流中悬移质泥沙含量小于20kg/m3时，随泥沙浓度的升高，离子含量降低；而在悬移质泥沙含量大于20kg/m3时，二者之间则呈正相关关系。在汛期和非汛期，河流离子含量与水沙变化之间表现出不同的关系。在汛期河流离子含量与水沙变化的关系较为复杂，这种复杂关系是与流域内土壤侵蚀，特别是高含沙水流出现有关。进一步分析发现在汛期河流的离子含量是悬移质泥沙和水流共同作用的结果，而在非汛期河流离子含量取决于水流。     

渭河下游河道泥沙分布特性研究

根据渭河下游河道大断面淤积物资料,研究了滩槽床沙粒度特征在时间、空间上的分布特点,认为:渭河下游淤积物组成受来水来沙条件、三门峡水库运用方式和支流入汇等多方面因素影响;主槽物质沿程细化趋势明显;三门峡水库运用初期,渭河下游河道受水库淤积影响最为明显,渭淤21以下的水下粒径组成明显细化;1986年以后渭河上游不利的来水来沙造成下游河道严重萎缩,渭淤26以下的主槽粒径大幅度细化;河漫滩的泥沙级配同样具有沿程细化的特点,但细化幅度明显小于主槽物质的变化,而且年代变化不大.     

近40年来长江上游干支流悬移质泥沙粒度的变化及其与人类活动的关系

以实测资料为基础,研究了长江上游干支流5个代表站即金沙江屏山站、岷江高场站、乌江武隆站、嘉陵江武胜站和长江宜昌站的悬移质泥沙粒度随时间的变化。研究发现,近40年来长江上游不同的水沙来源区和干流控制站的悬沙粒径均呈现出明显的减小趋势。长江上游干支流悬沙粒径的细化趋势,与水库的修建有密切的关系。长江上游的水库均以蓄水发电和灌溉为目标,水库拦截了来自库上游流域的泥沙,其中粗颗粒部分淤积在库内,使得经水库下泄的泥沙显著变细。长江上游干支流绝大多数河流为沙卵石河床或基岩河床,已建水库下游河道均为沙卵石河床,通过水库下游的冲刷得到的细泥沙补给是很有限的。由于床沙中含细颗粒泥沙少,水库下泄的清水无法通过冲刷河床来得到大量泥沙的补给,故经过长距离的水流-河床相互作用后,因水库拦沙而显著变细的悬沙粒径不会因河床冲刷而明显增大。长江上游流域内大规模的水土流失治理收到了明显成效,使重点产沙区的产沙量减小。各种水土保持措施的实施,拦截了较粗的泥沙,也会使进入河道的泥沙粒度变细。运用多元回归分析方法,研究了不同水沙来源区悬沙粒度的变化和两个重点产沙区产沙量的变化,对宜昌站悬沙粒度变化的影响。运用所建立的多元回归方程式,可以根据上游各站悬沙粒径特征和两个重     

流域产输沙模型中考虑泥沙来源的动态粒径计算方法

为准确反映泥沙粒径分布特征在不同时间尺度上的变化过程,提高流域产输沙模型的模拟精度,以黄河干流玛曲水文站以上区域为研究对象,根据不同季节的泥沙来源不同这一特点,采用坡面、谷沟、河道各来源的泥沙量作为权重,基于WEP-SED分布式流域产输沙模型对流域产输沙过程中的综合泥沙中值粒径进行加权平均计算,并对采用泥沙固定粒径计算方法和不同来源的泥沙动态粒径计算方法的模型模拟的玛曲水文站输沙率进行比较。结果表明：与采用泥沙固定粒径计算方法相比,采用泥沙动态粒径计算方法可有效提高模型模拟精度,其NSE值从0.601提升至0.706;采用泥沙动态粒径计算方法模拟的泥沙中值粒径呈现汛期小、非汛期大的动态变化规律,其年内分布规律与实测资料一致。     

黄河上游泥沙级配变化规律分析

由于受地形、环流的影响以及下垫面的不同,黄河上游流域水沙异源,进入20世纪90年代以来,黄河上游水沙发生了较大变化,水沙量不断减少,进而造成各粒径组沙量的减少,本项目依据长期实测水文资料,对黄河上游流域水资源特性、河流泥沙分布状况、泥沙颗粒组成及规律、水利工程对河流泥沙的影响进行客观分析,论述黄河上游水资源特性及河流泥沙组成,找出黄河流域悬移质泥沙颗粒变化规律。揭示了黄河上游的泥沙组成及变化规律,对黄河上游可持续开发及生态环境保护具有重要意义,为进一步研究治黄对策及黄河上游治理开发提供科学依据。     

超声波振动仪器在采用沉降法进行粘性泥沙粒径分析中的应用

本文提出在粘性泥沙粒径颗粒分析中使用超声波振动仪器进行细颗粒泥沙分散的方法,使用基于沉降法原理的TZC-4粒度分析仪,采用三种不同的颗粒粒径测量工艺分别对乐清湾港区、阳澄湖、奉贤边滩、上海闵行河道四种不同的泥样进行了颗粒粒径分析,并与现有规范规定的测量工艺所得结果进行了对比。实验分析表明,该方法能够有效地测量泥沙的基本粒径,泥沙颗粒越细,该方法的优越性越为突出。     

天然河道的推移质泥沙坑测法实验

一、实验目的江西省赣、抚、信、饶、修五大河流每年汛期挟带大量泥沙至五河尾闾并汇入波阳湖中。悬移质泥沙大部份沉积到波阳湖湖盆之中或排往长江,影响不大。而推移质泥沙则由于五河尾闾坡降平缓,流速较小,逐渐沉积在河道弯段的凸岸,扩散段,桥墩旁及入湖三角洲等处。不但影响了下游河道的通航能力,而且对堤防的加高加固工程量及排渍闸或工业供水工程的取水口(淤塞)带来不利影响。为搞好波阳湖商品粮基地的水利规划,治理好我国目前最大的淡水湖-波阳湖,江西省科委将泥沙淤积问题作为一项重点科研项目下达。鉴于推移     

结合粒径分布测量的悬移质泥沙沉降速度试验探究

泥沙沉降速度的确定对于水体中泥沙输运与时空分布规律的研究至关重要。笔者理论分析了均匀泥沙颗粒在水中沉降初期的非匀速沉降过程。在现有泥沙沉降试验的基础上,开展了泥沙颗粒级配测量的工作,提出了一种可将泥沙沉速与粒径建立起对应关系的改进试验方法,该方法考虑了不同组分泥沙共存条件下作用对沉速的影响,将0.01～0.06 mm粒径尺度的悬移质泥沙在水中的沉速与粒径建立起较好的指数型函数(ω=0.0105e^0.1031D)关系,相比理论计算值和传统试验方法更加精确。笔者的研究成果对于天然河流中拆坝后河道演变、泥沙沉降过程等方面的研究工作具有重要的理论价值和工程意义。