宽窄复式河道水流运动特性的试验研究

在分析水槽试验资料的基础上，首次对宽窄复式河道的滩槽过流能力、断面平均流速、垂线流速及横向分布等水流运动特性进行了研究．研究结果表明，宽窄复式河道的主槽流量随着滩槽宽度比的增大而减小，滩地流量随着滩槽宽度比的增大而增大；水流发生漫滩之后，随着水深的增加，主槽流速先减小后增加，滩地流速不断增加，二者的变化幅度与滩槽宽度比有关；在大部分区域内垂线流速偏离对数分布，主槽一般偏小，滩地偏大；垂线平均流速沿横向分布与一般复式河道相似，但滩槽流速差别减小．     

滩地加宽及主槽变化对复式断面过流能力的影响

为了分析不同断面形态对复式断面过流能力的影响,针对概化的复式断面顺直型河道,应用数学模型分别计算并分析了滩地加宽和主槽位置变化河道滩槽流量分配比、沿程水位、河道水力坡降的影响。结果表明：当滩地过水面积小于4~6倍的主槽过水面积时,增大滩地的宽度可以明显降低河道的沿程水位;改变主槽的位置几乎不会影响河道的过流能力。     

黄河下游河道排洪能力分析

通过实测资料分析，黄河下游河道在持续萎缩情况下，漫滩洪水滩地过流比有增大趋势，洪水期间仍是“淤滩刷槽”，主槽同流量的平均流速 并未减小，论证了下游河道洪水期水位流量关系随着流量的增大渐趋平缓的线型特征。在评述已有河道排洪能力分析方法的基础上，对近年来黄河下游河道排洪能力的计算分析方法作了阐述，提出对于水站断面应根据断面形态不同分别采用水力因子法和涨率分析法作为主要的推求方法。     

主槽河槽议

以河道演变最为剧烈的黄河下游为例,分析了河槽、主槽、滩地的涵义及相互联系。平原河道横断面为复式断面,一般可分为枯水槽、一级滩地、二级滩地、三级滩地几部分;主槽是一次大洪水主流所通过的河床部分,包括枯水槽和嫩滩,是水沙的主要通道;河槽是指洪水期流速较大和在一个较长的时期内主槽变化所涵盖的部分,包括主槽、二滩或部分二滩,是较大洪水所通过的河床部分;嫩滩是主槽的组成部分;河槽和滩地可互相转换。     

黄河下游漫滩洪水的淤滩刷槽作用

淤滩刷槽是指多沙河流发生漫滩洪水时出现的滩地淤积、主槽冲刷(或少淤)的现象,为多沙河流的主要特征之一。以黄河下游河道为对象,利用实测洪水资料,对漫滩洪水的滩槽水沙交换、主槽断面形态改善及其对滩槽冲淤的影响进行了研究。滩槽水沙交换及其引起的主槽断面形态改善是造成漫滩洪水淤滩刷槽的主要原因。淤滩刷槽可减少河道的总淤积量,并可改善河道的横断面形态。当漫滩洪水来沙系数小于0.012 kg·s/m~6及洪水漫滩系数大于1.5时,淤滩刷槽作用明显。为减少主槽及河道的淤积,其可作为漫滩洪水调度的调控指标。     

黄河下游河道萎缩过程中洪水水位变化研究

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了河道萎缩过程中黄河下游洪水水位的变化特征与变化机理。研究结果表明:1986年后,黄河水沙过程变异,下游河道严重萎缩,洪水起涨水位显著升高,洪水上涨过程中水位涨率明显增大,滩槽水位变化不一致性增强。洪水起涨水位的升高主要是河道萎缩过程中主槽持续淤积抬高所致,起涨水位的升高对洪峰水位抬升幅度影响大,而行洪过程中黄河下游宽河段强大的断面调整功能极易造成洪水水位的陡涨猛落,其影响也不容忽视。通过引入洪水水位涨率特征参数θ,建立了θ与黄河下游河道主槽宽度、滩槽糙率比、排沙比等因素的定量关系,结果显示,黄河下游河道萎缩过程中,输沙能力降低,主槽宽度大幅度缩窄,滩地阻力明显增大,均会导致洪水水位涨率增大。以谢才公式为基础的理论分析进一步证明,黄河下游河道洪水水位涨率与河道萎缩具有非线性响应关系,河道萎缩越严重,洪水水位涨率增大的幅度越大。     

黄河下游漫滩高含沙洪水淤滩刷槽效果研究

采用定性和定量分析相结合的手段,分析了黄河下游漫滩高含沙洪水淤滩刷槽的效果。结果表明:黄河下游漫滩高含沙洪水淤积主要集中在高村以上河段,高村以下河段淤积量仅占全下游淤积量的3.2%;从同流量水位以及横断面的调整变化来看,高村以上河段的淤积主要集中在滩地,而主槽大多表现为冲刷;从滩槽淤积量分配来看,发生漫滩高含沙洪水年份整个汛期利津以上河段主槽淤积量占全断面淤积量的47.7%,而漫滩高含沙洪水期间主槽淤积量仅占全断面淤积量的10.3%。     

黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程的响应关系

采用实测资料分析的方法,研究了黄河下游滩槽冲淤演变对水沙过程的响应关系。研究结果表明:1986年后,进入黄河下游的水沙明显减少,导致下游河道滩槽皆淤。2000年后,由于小浪底水库蓄水拦沙运用,下游全程持续冲刷。黄河下游滩槽冲淤演变与水沙过程存在响应关系:主槽冲淤量随水量参数、水量分配参数的增大而减小;随沙量参数、沙量分配参数的增大而增大;滩地冲淤量随水量参数、沙量参数、水量分配参数和沙量分配参数的增大而增大。     

黄河下游切滩导流效果分析

结合黄河下游王庵切滩导流工程实测资料,对切滩导流过程中引河比降变化、分流比、引河过水断面变化的规律分析表明:引河河势随着引河分流比的加大而变化,引河通过最大流量时对应的分流比为73.3%,引河初始断面与引河最终断面之比小于1/4,原大河河势的变化与引河河势弯化密不可分;初期引河过流流量比较小,大河流量较大,深泓线还在原河道,引河进出口上下游大河河道没有大的变化,但随着引河进口上游大河河道人工扰动的影响和引河流量的加大,大河流量减小,深泓线由大河河道逐步移向引河。     

滩地种树对窄滩复式河道水动力特性的影响研究

该研究建立了室内水槽概化模型,模拟珠江三角洲典型窄滩复式河道。通过有植被和无植被条件下滩地的水动力特性对比,定性分析滩地有无种树对窄滩复式河道水动力特性的影响。结果表明:受种树影响,种树带进口处水位显著壅高,以此建立经验公式,可用于估算河道种树所引起的上游水位最大壅高量值,从而获得滩地种树对行洪的影响。种树后,水流发生归槽现象,滩地流速、流量沿程减小并最终趋于稳定,主槽流速增大;当滩地水深较大时,受种树带对过水断面的束窄作用,主槽流速在进入种树带后急剧增大,流速的增大有可能引起主槽冲刷增强,加剧河床下切侵蚀。该研究成果不仅能加深对河漫滩水力学的理论认识,同时可为以珠江三角洲为代表的窄滩复式断面河道种树规划设计提供技术依据。     

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。     

近四十年西江磨刀门水道河床演变分析

将西江磨刀门水道1962、1977、1999年的河道地形图数字化,建立磨刀门水道三个年份的水下数字高程模型(DEM),在此基础上将河道分为上、中、下三段进行了河床演变及其成因分析。结果表明:磨刀门水道1977年前后河道发生过明显的河道冲淤转化;1962年至1977年磨刀门水道处于淤积状态,淤积量达9.92×106 m3,河道上游向窄深发展,下游则向宽浅演变;而从1977至1999年磨刀门水道则处于冲刷状态,冲刷量为25.53×106 m3,河道平均水深增加,逐渐向窄深演变。磨刀门水道河床演变是自然环境变化和人类活动共同作用的结果,其中人类活动的影响最为强烈。     

河床枯萎的临界阈研究

本文首先从河流地貌临界学说的观点出发, 解释了河床枯萎的概念. 然后, 以黄河下游近期河床演变特性为例, 阐释了河床枯萎的机理以及由此带来的"小水大灾"效应, 研究了造床流量、河相关系在新的水沙条件下的变化规律, 提出了枯萎造床流量的概念. 最后, 运用河道水沙数学模型, 初步探求了黄河下游河道萎缩的外部临界阈值.     

长江仪征水道河床演变及航道条件变化分析

三峡水库蓄水对坝下河道产生长距离的影响,对近坝河段影响尤为显著,而对大通以下河口段的影响尚未进行系统研究。通过对近年来仪征水道航道演变特点及主要影响因素的分析,重点探讨了水沙条件变化与航道条件的对应关系,表明三峡水库的蓄水影响范围已经到达下游河口段,揭示了来沙量逐步减少对航道条件影响的复杂性。指出在三峡水库蓄水的持续影响下,对河口段重点河段洲滩进行守护,维持良好的滩槽型态,对维持航道条件的稳定具有重要作用。     

黄河下游河道断面形态参数变化与主河槽萎缩趋势分析

采用时间序列分析法对黄河下游河道断面形态参数变化趋势及其变异点进行了分析。结果表明从20世纪50年代以来,特别是90年代以来黄河下游花园口站、高村站、艾山站和利津站断面形态参数发生了趋势性变化,主河槽变化的最显著特征就是断面平滩流量下降,相应的平滩面积、平滩河宽、平均水深、最大水深均出现不同程度的减小,平滩宽深比增大。变异点分析表明黄河下游河道主河槽总体上在1970—1975年开始萎缩,1990年以后进入严重萎缩期。     

松花江干流河道演变与维持河道稳定的需水量研究

通过对松花江干流多年水沙过程、纵剖面及横断面形态、河道稳定性计算及河势变化分析，表明松花江干流河势总体相对稳定。针对松花江以推移质造床为主，输沙水量不是维持河道稳定的决定性因素的特点，提出了包含水量、流量和历时要求的维持河道稳定需水量的概念，以典型断面哈尔滨站为例，给出了维持松花江干流河道稳定的需水量为173×10.8m3，占全年总水量的40％；维持松花江干流河道稳定的平滩流量过程的重现期为1.3a，频率为9.6％。说明松花江干流水量充沛，平滩洪水重现和持续历时符合造床条件，基本能够满足维持河道稳定的需求。     

长江干线泸州至重庆河段航道开发潜能初探

长江干线泸州至重庆河段为具有冲积性特征的山区河流。在川江上首次从优良河段的河相关系入手,运用等级流量比较法及稳定航深估算法,探求天然情况下长江干线泸州至重庆河段航道的开发潜能,分析得出了泸渝段优良河段的河相关系,证明了该河段具有整治开发到Ⅰ级航道的潜能,提出了该河段建设Ⅰ级航道的尺度标准。可作为规划、航道建设的参考。     

河床枯萎初论

本文在研究黄河河道近期演变规律的基础上，解释了河床枯萎的概念，阐述了枯萎的分类，成因及其给流域开发带来的一系列问题。     

高坝洲水利枢纽导流明渠开挖

介绍了高坝洲导流明渠在开挖工作中由于水文、地质等条件的变化而遇到的困难及处理措施.     

渠道混凝土衬砌机械化施工

文章在介绍渠道混凝土衬砌现代化施工机械的基础上,详细讨论了混凝土衬砌机械化施工的主要工序和各工序中的技术要求,以及施工中应关注的问题.