长江口南港河槽容积变化特征分析

根据长江口南港河段历史地形资料和1997—2011年4次固定断面水深测量资料,分析了南港河槽整体及分区域容积变化过程,重点分析了中潮位、5 m以深河槽容积变化特征。分析研究表明:瑞丰沙中部串沟和人类无序采砂导致2001—2004年河槽容积季节性变化剧烈,长兴水道深槽和南港主槽深槽均淤积。2001—2007年南港河槽基本处于洪淤枯冲状态。2001年前及2008年后季节性变化均为洪冲枯淤,2008年后季节性变化减弱;南港河槽容积长期处于增大趋势,2001年开始,由于瑞丰沙中部串沟,长兴水道由涨潮占优转变为落潮占优,不断淤积,一直持续到2008年。南港主槽上段北淤南冲,中下段南淤,主泓北偏,由于瑞丰沙的冲刷,河槽总容积仍呈增大趋势。2008年后河槽进入发展期;南港河槽上段深淤浅冲,幅度较小,中段串沟导致水流挟带大量泥沙在下游瑞丰沙嘴淤积;三峡工程运行后瑞丰沙嘴冲刷较为剧烈。     

小浪底水库拦沙初期泥沙输移及河床变形研究

应用物理模型试验对小浪底水库运行初期的泥沙输移和河床变形进行了一系列的研究预测,结果表明水库运用初期基本上为异重流排沙;库区干流淤积形态为三角洲且不断向下游推进;支流淤积主要是干流倒灌的结果,在沟口可形成拦门沙;库水位大幅下降,干流河床将产生溯源冲刷和沿程冲刷,支流淤积面随之下降。水库投入运用以来的实测资料分析表明,尽管预报试验所采用的水沙条件与水库运用以来的实际情况不尽相同,但两者在输沙流态、淤积形态及变化趋势方面基本一致,从而证明了模型试验得出的结论是符合实际的。     

上游建库对三峡水库变动回水区航道的影响

在分析上游建库对三峡水库枯水期保证水位回水末端的影响的基础上,对比分析了三峡蓄水后上游无库和上游建库情况下重庆河段的淤积发展、分布及其对航道的影响,结果表明:随着水库运用初期河势调整或者炸礁措施的投入及枯期消落水位155m回水末端的上延,重庆河段是变动回水区碍航的重点区域;干流上游水库的联合作用下,重庆河段干流河段将明显冲刷,原有的淤积位置淤积量及淤积厚度明显减小,甚至出现冲刷,重庆河段干流航道得到明显改善,嘉陵江入汇口处的金沙碛河段受干流上游建库的影响较小,碍航状况和上游无库情况下基本一致。     

通州湾规划港区对台风暴潮的冲淤响应研究

基于ADCIRC+SWAN模式和Delft3D+SWAN模式建立双层嵌套的通州湾及周边海域的水沙动力数学模型。根据路径特征将影响通州湾的所有台风分为５类,选取每类的代表性台风驱动模型,模拟不同类型台风期间通州湾规划港区及周边水道沙洲系统的泥沙冲淤情况,剖析水道沙洲系统对台风暴潮的响应。结果表明:台风造成的通州湾规划港区及周边水道沙洲冲淤变化总体不大,在±0.40 m以内;北侧掠过型和东侧掠过型台风引起的海域冲淤相对较大;从空间分布上看,三港池口门附近及口外航道内容易淤积,腰沙、冷家沙浅滩区容易侵蚀。风暴期间港区北部冷家沙外侧水道出现严重淤积,原冷家沙浅滩区出现显著侵蚀,虽然一场风暴过程的冲淤量不足以影响港口运营及通航,但需注意长期时间尺度上对总体冲淤趋势的影响。     

再论瓯江口拦门沙回淤及治理研究

分析了瓯江口拦门沙在自然状态下、一期整治工程实施后的泥沙回淤情况,分析表明影响拦门沙回淤的主要因素为周边滩面上的风浪掀沙和上游洪水来沙.在泥沙回淤验证的基础上,应用波流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究了拦门沙航道二期整治工程效果,预测了正常水文条件下的泥沙回淤及台风期骤淤.整治工程具有减少风浪掀沙和归顺水流等作用,取得了较好的整治效果,正常水文条件下减淤幅度为14.1%～23.1%,台风期减淤幅度为23.3%～35.7%.     

虾峙门航道回淤研究

虾峙门口外海域为顺时针旋转流。本文在分析本海域潮汐、潮流、波浪、泥沙特性的基础上，建立含沙量场，并根据旋转流作用下航道回淤的特点，初步估算了开挖航道的回淤量。研究表明:从航道回淤及维护的角度考虑，虾峙门口外开挖２０～３０万ｔ级航道是可行的。     

引水明渠二维水流数学模型的建立及应用

准确计算引水明渠内的水力学特征对于设计渠道断面型式及控制渠道泥沙淤积等具有重要意义。通过建立平面二维水流数学模型,对某引水渠道及其上游干流、下游库区区域的水流进行了数值模拟研究,分析了计算区域内的流态、流速分布和水位变化等水力参数。在此基础上对引水明渠渠底高程进行优化,对比了不同高程下渠道的水位和水流特征,成果可为明渠的优化设计及其防淤方案的制定提供科学依据。     

Large-eddy simulation of suspended sediment transport in turbulent channel flow

The numerical simulation of the non-cohesive sediment transport in a turbulent channel flow with a high concentration is a challenging but practical task. A modified coherent dynamic eddy model of the Large Eddy Simulation (LES) with a pick-up function is used in the present study to simulate the sediment erosion and the deposition in a turbulent channel flow. The rough wall model is used instead of the LES with the near-wall resolution to obtain the reasonable turbulent flow characteristics while avoiding the high costs in the computation. Good results are obtained, and are used to analyze the sediment transport properties. The results show that the streamwise vortices play an important role in the riverbed erosion and the sediment pick-up, which may serve as guidelines for the sediment management and the water environment protection engineering.     

风暴对长江河口北槽冲淤影响的数值模拟--以"杰拉华"台风为例

台风产生大浪及增水常常侵蚀岸滩,掀动底部泥沙,使水体含沙量剧增;部分泥沙在水流作用下进入航槽并在那里落淤,严重时会影响航槽航运安全,因而定量地预测台风对航槽冲淤可能造成的影响非常重要。本文以“杰拉华”台风为例,提出计算风暴引起长江口北槽航槽冲淤变化的模型与方法,并讨论若“杰拉华”台风适逢天文大潮或大洪水时对长江口北槽冲淤变化的影响。     

三峡下游沙卵石河段纵剖面形态对枯水位影响

采用近期河床地形及枯水位资料,分析计算了三峡下游沙卵石河段纵剖面形态对沿程枯水位的影响.结果表明：芦家河浅滩是河段内主要控制性河段,对抑制宜昌水位下降起着关键性的作用;下游枝江浅滩、江口浅滩对枝城以上河段枯水位直接控制作用甚小,但对芦家河以下的水面比降影响很大.在将来冲刷过程中,经过江口、枝江、芦家河三个控制性浅滩河段的缓冲作用,陈二口以上段的水位不致发生大的变化,但下游枝江、江口浅滩段水面陡坎可能加剧.     

冲淤面积分配模式对黄河下游一维模型计算结果的影响

冲淤面积分配模式是一维水沙数学模型中需要处理的技术问题之一,合理选择冲淤面积分配模式能够保证一维模型的计算精度。本文首先建立了用于模拟实际游荡型河流复杂断面形态下洪水演进的一维水沙耦合模型。然后以黄河下游游荡型河段为研究对象,利用下游1992年实测高含沙洪水过程资料对所建模型进行了验证,计算值与实测值吻合较好。最后采用一维模型中常用的五种冲淤面积分配模式计算了该场次高含沙洪水过程,分析了不同分配模式对模拟结果的影响。结果表明:等厚度分配模式的计算效果相对较好,按子断面流量分配与按挟沙力分配两种模式的计算精度相当。冲淤面积分配模式对流量及水位影响相对较小,而对含沙量及河道冲淤过程影响较为明显,尤其对于淤积严重的河段。     

长江中游宜昌～沙市段河床冲淤与枯水位变化

通过对历史资料的系统分析，讨论了荆江裁弯、葛洲坝运行、三峡水库蓄水等事件引起的宜昌．沙市河段沿程河床冲淤、水位变化等现象，并结合数值试验讨论了两者之间的关系．结果表明，早期阶段河床冲刷是引起水位下降的主要原因，随着冲刷发展，芦家河等河段发挥了越来越强的控制作用，冲刷对芦家河以上水位的影响越来越小，而芦家河～沙市河段却出现局部水面比降逐渐增大的现象．这说明长期冲刷过程中沙卵石河段河床形态对水位的控制作用越来越强．     

河道整治工程适应性及其二维有限元数值初步计算分析

采用二维非恒定水流泥沙有限元数学模型，研究了某多沙大河下游宽浅游荡型河段现有控导工程对水沙条件的适应性，通过对冲淤，水位，流速大小等值线，流场分析，河势以及水流平面形态等物理量的分析表明，在水沙条件的水沙系列下本段河道以冲刷为主，多数按规则治导线布设的工程发挥了护滩和控制主流和河势的作用，有些控制效果差，要完全控制河势尚需对控导工程布设进一步深入研究。     

黄河下游维持主槽不萎缩的输沙需水研究

输沙需水是维持主槽不萎缩的重要条件。本文在考虑黄河下游非汛期冲刷、大漫滩洪水淤滩刷槽冲淤特点的基础上,根据非漫滩洪水水、沙及河道冲淤关系,研究提出了维持主槽不萎缩的输沙需水计算方法,并结合小浪底水库典型水沙调节方案,分析计算了黄河下游维持主槽不萎缩的输沙需水量变化范围。研究表明,主槽维持规模、来沙量、水沙过程是维持主槽不萎缩输沙需水的重要影响因素,小浪底水库合理调控黄河下游水沙搭配关系后,维持主槽不萎缩的输沙需水可明显减少。     

长江宜昌河段低水位变化研究

长江宜昌站低水位的演变呈下降趋势,主要原因是河道采砂及水库拦砂引起下游河床冲刷下切,从１９７３年初至１９９８年初流量４ ０００ｍ３/ｓ时相应水位下降了１．１１ｍ。分析研究河道冲淤量、糙率、比降变化对低水位的影响,表明:三峡水库初期蓄水运用,本河段冲刷引起低水位下降的空间不大;宜昌低水位属长河槽控制,虎牙滩以下控制河段冲刷或采砂对该河段低水位下降影响较大;本河段淤积对低水位抬升影响较大。     

塔里木河干流河道综合治理措施的研究(Ⅱ)——干流河道整治与生态输水措施

针对塔里木河干流河道的特性、水资源损耗特点和生态环境建设的要求,提出了干流河道输水堤防的规划原则、布局形式与堤距,河道整治的部位与形式,引水工程及叠梁式生态闸等治理措施;深入分析了输水堤防工程对河道冲淤的影响,指出堤防建设规模与河道冲淤有一定的关系,修建堤防后中游河段向下游河道输水比例将增加,导致中游河段淤积减少或冲刷增加,下游河段淤积增加;探讨了引水分流对干流河道冲淤的影响,对于阿拉尔至英巴扎河段,引水分流使该河段的淤积加重或冲刷减轻;英巴扎至恰拉河段,引水分流会使河道处于减淤状态。当分沙量较大时,对减少干流泥沙淤积是有利的,同时也减轻了干流泥沙处理的负担。     

塔里木河河槽形态调整特点及影响因素Symbol`@@

为确定塔里木河干流河槽形态调整过程及特点,根据2005—2013年实测水沙数据及断面资料等,分析了塔里木河河槽形态演变特点及影响因素。结果表明:2005—2009年中上游河段河槽逐渐萎缩,平滩面积总体呈下降趋势;2010—2013年汛期水流冲刷强度增大,游荡型河段平滩河槽形态主要体现为横向调整,断面趋于宽浅,过渡段相对稳定,弯曲型河段汛期水流冲刷强度变化趋势与游荡型河段一致,期间平滩河宽变化较小,断面朝窄深方向发展;2009—2011年游荡型河段和过渡段纵比降减幅分别为1.7%和3.0%,河床比降趋于调平,弯曲型河段纵比降增幅为1.6%,河床略微冲刷;水流冲刷强度能够较好地响应河槽形态变化,可用于预测塔里木河平滩河槽形态冲淤情况。中上游河岸土体在近岸水流作用下容易分解,稳定性差,在一定程度上加快了河床调整过程。     

黄河口拦门沙疏浚对尾闾河道泄洪排沙影响的研究

本文研究和探讨了黄河口拦门沙疏浚后,尾闾河道水位、流速和水面比降的变化以及疏浚部位的回淤过程。试验结果表明,河口拦门沙疏浚后,在一定时期和一定范围内,可以使尾闾河道发生溯源冲刷。在施放不同典型年的水沙条件下,尾闾河道可在疏浚点以上21～35km范围内发生溯源冲刷,同流量水位最大下降0 24～0 47m。同时,疏浚河槽始终处于回淤状态,经过一个汛期回淤量可达到70%～80%。     

黄河下游洪水期断面调整对过洪能力的影响

水位表现是水流与河床边界相互作用的客观反映。对于不同的河流二者所起的作用各不相同，一般河流，河床变形不显著，水位主要依赖于流量的大小而变化；而像黄河这样的多沙河流，周界变化迅速，尤其是洪水期，槽冲滩淤，涨冲落淤，断面调整对水位影响很大。文中从定性到定量对中低含沙量的各级洪水，主槽冲刷对过洪能力的影响进行了详细分析，成果对防洪有指导意义。     

Impacts of the Sustainable Forestry Initiative Landscape Level Measures on Hydrological Processes

The effects on hydrological processes of the application of the landscape level measures included in the sustainable forestry initiative (SFI) program were analyzed through simulation. A landscape scenario where limitation of harvesting units size, imposition of a green-up interval, and establishment of streamside management zones (SMZ) were simulated was compared with a reference scenario where no SFI rules were followed. An intensively managed forested landscape located in East Texas, USA, was used as the study area. The HARVEST landscape model was used to simulate landscape pattern and a modified version of the APEX model was used to simulate hydrological processes. Water and sediment yields were generally small within the observation period and most of the runoff and erosion observed occurred during intense storm events. Water and sediment yield at the subarea level and water yield at the watershed level were similar in both scenarios. However, sediment yield at the watershed level was higher in the non-SFI scenario. The differences were due to the reduction in channel erosion resulting from the presence of SMZs. The effect of buffer zones in terms of sediment deposition was not different between scenarios, which can be attributed to the level slopes of the study area. Landscape measures of the SFI program, namely buffer zones, seem important in reducing channel degradation, particularly during major storm events, in intensively managed forest landscapes in East Texas.