基于Landsat遥感影像的黄河三角洲东营段海岸线变化分析

基于Landsat遥感影像数据,利用平均高潮线法提取了1986—2015年的海岸线,运用GIS技术分析了黄河三角洲东营段面积的淤蚀变化、海岸线迁移特征及其时空变化规律,以及淤蚀变化与入海水沙的关系。结果表明:1986—1997年黄河三角洲东营段处于持续蚀退状态,蚀退面积约为180 km~2;1997—2006年淤积后面积相对稳定,2006年面积和1986年相差不大;自2008年开始呈现轻微蚀退状态;蚀退速率和淤积速率最快的时段分别为2011—2013年和1997—1999年。海岸线时空变化特征显著,黄河入海口段变化最为剧烈,海岸线方向和形态不断变化,向海延伸;东营港及邻近岸段区域面积基本稳定;刁口段、莱州湾岸段年间淤进和蚀退交替进行,总体上均处于蚀退状态。黄河三角洲东营段海岸线变化主要受黄河流路变化、入海水沙和海水侵蚀的影响,黄河调水调沙工程的长期实施对于近年来河口海岸线的变迁具有深刻影响。     

黄河宁蒙河段塌岸侵蚀现场监测及评价研究

河岸崩塌是河流泥沙的重要来源之一,对其崩塌量的监测以及影响因素的研究是理解水沙运移规律、准确预测河流侵蚀淤积状况的基础。通过GPS-RTK测量技术对黄河重点河段(毛不拉河段、陶乐河段)进行汛期和非汛期的定期观测,并提出了河岸崩塌量与土地利用类型、河型、岸高等之间的定性关系。结果表明:GPS-RTK技术在河岸崩塌研究中简单易行,经济高效;毛不拉与陶乐段存在严重的河岸崩塌现象,汛期的崩塌量要大于非汛期塌岸量;毛不拉孔兑塌岸严重,塌岸量随着汛期与非汛期变化,而且汛期时孔兑的水流侵蚀作用对黄河河岸影响较小;河流塌岸量与河岸土地利用有明显关系,河流弯曲度与塌岸量呈现正相关,塌岸量较大时岸高与单位长度塌岸量呈正相关,塌岸量较小时两者关系不确定。     

黄河内蒙古段输沙用水量分析

根据1953-2004年黄河宁蒙河段下河沿、石嘴山、巴彦高勒、三湖河口、头道拐5个典型水文站的水沙资料,分别用榆沙量法、含沙量法及冲淤比修正法对内蒙古段的输沙用水量进行了计算,并对黄河内蒙古段各典型水文站汛期单位输沙用水量与汛期水沙条件的关系进行了分析.结果表明:1953-2004年内蒙古段各站全年、汛期输沙用水量均随时间呈明显的减小趋势,1987年后各站汛期输沙用水量已不足刘家峡水库运用前的50%,而非汛期输沙用水量随时间的变化较小;各站汛期单位输沙用水量与汛期平均流量、含沙量存在相关性较好的降幂级数关系;在汛期,若巴彦高勒-头道拐区间各站平均含沙量大于9 kg/m3、单位输沙用水量小于200 m3/t,则该河段均发生淤积;若含沙量小于4 kg/m3、单位输沙用水量大于400 m3/t,则该河段均发生冲刷;若含沙量为4～9 kg/m3、单位输沙用水量为100～400 m3/t,则该河段淤积比随汛期单位输沙用水量的增加而增大.     

黄河内蒙古河段洪水期冲淤临界条件分析

分析了黄河内蒙古巴彦高勒-三湖河口和三湖河口-头道拐河段洪水期冲淤变化与水沙组合因子的响应关系,结果表明,两河段洪水期单位水量冲淤量与来沙系数的相关关系最密切。上段1952-1968年、1969-1986年和1987-2012年三个时段其相关系数分别达到0.83、0.80和0.94,都有随着来沙系数增加单位水量淤积量增加的趋势,洪水期冲淤临界来沙系数分别为0.0040kg·s/m6、0.0046kg·s/m6和0.0063kg·s/m6;下段1952-1968年和1987-2012年两个时段其相关系数分别达到0.96和0.84,洪水期冲淤临界来沙系数分别为0.0055kg·s/m6和0.0050kg·s/m6。对于上段洪水期,当平均含沙量大于10kg/m3时,各级流量洪水都发生淤积;当平均含沙量小于7kg/m3时,各级流量洪水都发生冲刷。     

荆江河段崩岸机理及多尺度模拟方法

三峡工程运用后,进入荆江河段的水沙条件大幅度改变,导致近期崩岸频繁发生,影响局部河段的河势稳定及河道防洪安全。荆江段河岸组成一般为上层黏性土、下层沙土的二元结构,在近岸水流冲刷及河道水位涨落过程中受多种因素作用而发生崩塌。以往崩岸模拟考虑因素少,且相关参数难以量化确定。将河流动力学与土力学结合,提出了荆江段河岸土体物理特性与抗剪、抗冲及抗拉强度三大力学特性的量化指标,建立了上、下荆江二元结构河岸稳定性的计算方法,揭示了坡脚冲刷、潜水位变化等因素对岸坡稳定性的影响;提出了河岸崩退过程的多尺度模拟方法,将崩岸力学模型与水沙数学模型耦合,不仅能模拟河道内水沙输移及床面冲淤过程,而且还能模拟不同二元结构河岸的崩退过程。将建立的模型应用于荆江河段典型断面、长河段及局部河段的崩岸过程模拟,计算结果与实测值总体符合较好。提出的多尺度模拟方法为荆江崩岸预测提供了理论与技术基础。     

黄河下游水沙条件对河道冲淤的影响

根据1950年以来黄河下游河道实测水沙资料,分析了黄河下游河道汛期淤积比与小浪底站径流量、输沙量、平均流量、平均含沙量和采沙系数的关系;根据2002-2008年小浪底水库8次调水调沙期间的实测数据,进一步分析了调水调沙时黄河下游河道水沙条件对河道冲淤的影响.结果表明:黄河下游河道汛期淤积比随小浪底站径流量或平均流量的增大而减小,随小浪底站平均含沙量或来沙系数的增大而增大;调水调沙期间下游河道均发生了冲刷,河道淤积比随来沙量、出库平均含沙量和来沙系数的增大而增大,随出库径流量和洪水历时的增大而减小;2007年汛后小浪底出库调控流量为3 600 m3/s、舍沙量为40 kg/m3时,下游河道基本达到冲淤平衡.     

黄河宁蒙河段洪水冲淤规律分析

分析了1973—2005年宁蒙河段汛期场次洪水的冲淤特性、冲淤效率与下河沿断面水沙量之间的关系。结果表明:当下河沿断面洪水平均含沙量大于7 kg/m3时,宁蒙河段以淤积为主;当下河沿断面洪水平均含沙量小于7 kg/m3时,宁蒙河段以冲刷为主,且流量为2 200～2 500 m3/s时冲刷效率最大,此时洪水总水量应大于25亿m3。     

黄河下游典型河段滩岸崩退特性研究

黄河下游局部河段滩岸崩退频繁,严重危害堤防及滩区安全。通过对黄河下游开展现场观测,结合已有断面地形实测数据,描绘滩岸崩退全过程及特点,评估土体特性及近岸水沙条件对崩岸的影响。研究表明：滩岸崩退引起黄河下游河道展宽,且崩岸规模具有时空差异性,2006年和2018年汛期重点河段平滩河宽分别增加了57.03 m和7.83 m,代表性横断面单侧滩岸最大崩退宽度高达207.20 m。黄河下游土体压实程度低,抗冲能力差,加之土体抗剪强度随含水量增大呈反向变化,致使在汛期崩岸频发。“大流量-小含沙量”的水沙组合易于造成崩岸,而在大含沙量下因泥沙在近岸河床淤积而降低了崩岸发生规模。建议对重点区域滩岸进行长期监测,并加强生态友好型护岸系统建设。     

黄河小北干流冲淤与水沙响应关系分析

依据实测大断面资料,给出了1974年以来黄河小北干流不同时段、不同河段的沿程冲淤量,分析了2003年以来该河段持续冲刷的原因,并对不同水沙搭配组合与小北干流冲淤量的响应关系进行了分析。结果表明:①1974年三门峡水库采用蓄清排浑运用方式以来,黄河小北干流的冲淤变化主要受来水来沙条件影响,基本保持非汛期冲刷、汛期淤积的特点。2003—2016年受上游汛期来沙量大幅减小的影响,沿程各河段汛期淤积量明显减小,在非汛期冲刷量减小不多的情况下,运用年各河段均为持续冲刷。②汛期水沙搭配组合中含沙量对冲淤量的影响程度更显著,运用年内水沙搭配组合中含沙量和流量对冲淤量的影响程度相当。     

黄河内蒙古河段河床演变特征分析

针对近年来黄河内蒙古河段河槽淤积萎缩严重,防洪、防凌形势严峻的状况,从不同方面综合分析了巴彦高勒-头道拐河段河床冲淤演变特征.通过同流量水位变化分析了不同时期、不同水沙条件下各河段主槽冲淤变化,总体具有汛期冲刷非汛期淤积的特点,而汛期冲淤变化取决于洪水期的变化;依据输沙量法分析了内蒙古河段冲淤变化特点,进一步指出了不同河段淤积的原因;从不同时段河床形态的调整,揭示了河床冲淤随水沙变化而调整的规律;指出了不利的水沙条件是内蒙古河段主槽淤积萎缩、排洪能力大幅度降低的根本原因.     

广西中低水头径流电站水库天然岸坡分类方法初探

中小型径流电站勘测周期短、经费较缺乏，在大多数情况下，水库塌岸调查无法进行较全面的勘探工作。库岸再造的规模、速度与天然岸坡的岩性、结构和形态有极密切的联系。为此以广西右江那吉、邕江西津和桂江京南３个中型径流电站的勘测资料为主要依据，结合其它中小型径流电站的勘测资料，对该类型电站的水库天然岸坡进行分类尝试。     

生态护坡及其在城市河道整治中的应用

简述传统混凝土护坡对河道生态环境的影响,介绍南京市秦淮新河生态护坡工程,该工程结构是在平台上坡铺设草皮,平台下坡采用多孔无砂混凝土预制块,多孔无砂混凝土预制块中预留供植物生长的小孔.从技术与经济两方面对生态护坡与传统混凝土护坡进行了比较,探讨生态护坡在城市河道整治中的作用.     

四川省茂县城区岷江河道治理段岸墙形式的比选分析

针对山区河道纵坡大、水流急、推移质较多的特点,以及重建两岸生态环境的要求,堤防断面形式综合分析比较了复式断面、扶壁式岸墙、格宾石笼重力式岸墙、悬臂式岸墙等几种形式,并最后予以选定。     

长江张家港段的崩岸监测实践应用

主要分析了长江张家港段堤岸发生崩岸的各种原因,并结合对沙钢集团码头进行的崩岸监测工作,研究张家港在崩岸监测工作中采用的技术和方法。     

船闸布置在弯道凹凸岸附近时通航条件分析

统计了枢纽中通航建筑物的布置现状,阐述了枢纽中船闸布置的有关规定,重点对通航建筑物布置在凹岸或凸岸附近时的边界、水流和航行条件作综合分析.分析表明:船闸布置在凹岸时的有利条件多于凸岸;当船闸引航道口门区处在弯道段时,会受斜向水流与弯道水流的共同作用,增加船舶(队)进出口门的难度;当连接段处在弯道段时,船舶(队)受到弯道水流与航线夹角和船队轴线与航线夹角的双重作用,船舶操舵较顺直河段困难.同时需研究船舶(队)回转半径与操舵角的关系.     

Observations of Riparian Tree Geometry and Bank Characteristics along a Bank Stability Gradient at the South River,VA

In this study, we evaluate the use of riparian tree‐geometry and bank‐characteristic data in developing riverbank stability forecasts at four study sites along a mercury‐contaminated reach of the South River, Virginia. Our forecast data set includes measurements of tree diameter, lean angle and percent root‐plate undercut, coupled with bank characteristics included in the Pfankuch Index. Stepwise comparisons and statistical analyses of our tree‐geometry data reveal that lean angle and percent root‐plate undercut are effective measures for discriminating between riparian tree populations at eroding and stable banks, with the strongest discriminant power from the percent root‐plate undercut. Our stability forecasts, using both tree and bank characteristics, agree with long‐term observations, underscoring the value of rarely used tree‐geometry data in such evaluations. The application of these results is important in long study reaches where forecasts of erosion potential from contaminated banks are required to develop mitigation strategies, but direct measurements of bank stability are not feasible. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Determination of bank erodibility for natural and anthropogenic bank materials using a model of lateral migration and observed erosion along the Willamette River,Oregon, USA

Many large rivers flow through a variety of geologic materials. Within the span of several kilometres, bends may alternately flow against recently reworked sediments, older, more indurated sediments or highly resistant materials. As sediment size, cementation, and other properties strongly influence the erodibility of river banks, erosion rates and channel planform are likely to vary significantly along the length of large rivers. In order to assess the role of bank materials on bank erosion rates, we develop a method for detecting relative differences in erodibility between bank materials along large floodplains. By coupling historic patterns of channel change with a simple model of bank erodibility we are able to track relative changes in bank erodibility among time intervals and bank materials. We apply our analysis to the upper Willamette River, in northwestern Oregon for three time periods: 1850–1895, 1895–1932 and 1972–1995 and compute relative differences in bank erodibility for Holocene alluvium, partially cemented Pleistocene gravels, and revetments constructed in the 20th century. Although the Willamette is fundamentally an anastomosing river, we apply the model to single‐thread portions of the channel that evolved through lateral migration. Our simple model of bank erodibility reveals that for all three‐time periods, banks composed of Holocene alluvium are at least 2–5 times more erodible than banks composed of Pleistocene gravels. Revetment installed in the 20th century is highly resistant to erosion and is at least 10 times less erodible than Pleistocene gravels. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

若尔盖高原泥炭型弯曲河道崩岸过程模拟

崩岸在河床演变和河型转化中发挥重要作用,促使河岸横向移动和河道蜿蜒。2011—2016年黄河源若尔盖高原的弯曲河流野外调查表明,泥炭型弯曲河流的崩岸是河岸上部泥炭层在自重作用下发生的悬臂式崩岸。针对泥炭型河岸的悬臂式崩岸,采用BSTEM模型分析其岸坡稳定性,并模拟河岸侵蚀和崩塌过程。泥炭层的含水率是河岸稳定的关键因子,泥炭层含水率的增加,既增强河岸崩塌的驱动力,也减弱抵抗河岸崩塌的抗剪力,对河岸稳定不利。河岸二元物质组成的厚度对河岸稳定性有较大影响,其泥炭层厚度的增加,可提高河岸稳定性,但是河岸下部粉沙层厚度的增加,则会降低河岸的稳定性。     

河岸淘刷及其对河岸崩塌的影响

通过研究河岸岸脚淘刷机理与岸滩稳定性，把岸脚淘刷与岸滩崩塌有机地连接在一起。在分析岸滩泥沙起动特点和顺直河段剪切力分布的基础上，指出在同样的水流条件下，河岸泥沙比河底泥沙更容易起动和冲刷，顺直河道的河岸冲刷主要发生在岸边的中下部或岸脚的地方。借用水流泥沙运动理论、水流动力理论和水流涡流理论就弯曲河道的淘刷机理进行了分析探讨，指出在主流和副流的共同作用下，弯道进口处的凸岸、弯道及其出口处的凹岸都属于高剪切力区。河岸淘刷严重，其中凹岸岸脚处的剪切力最大、淘刷最严重。河岸的侧向冲刷，特别是岸（堤）脚的冲刷，导致岸滩泥沙块体的滑力（矩）增加。阻滑力（矩）减小，相应的稳定系数减小，当冲刷到一定程度，岸滩崩塌。     

基于 BSTEM 的长江中游河道岸坡稳定性分析简

 以长江中游荆江出口熊家洲至城陵矶段典型断面为例,利用河岸稳定性与坡脚侵蚀模型(BSTEM)计算了2个典型断面在不同自然条件下的岸坡形态、水位条件、坡脚横向冲刷距离、植被类型及有护岸工程条件下河岸稳定的安全系数,分析了这些因素对河道岸坡稳定性的影响。结论表明:水位变化对河岸稳定性有重要影响,高、低水位岸坡稳定性与河岸组成密切相关,退水速率较快时,安全系数大幅度减小,易引起崩岸的发生;不同岸坡形态下河岸安全系数也不同,均随着坡脚横向冲刷距离的增大而减小;坡面实施护岸工程与植被覆盖会增加岸坡的稳定性。