黄河下游畸形河湾遥感监测分析研究

在畸形河湾发生、发展、消亡、再生过程中,河湾扭曲变形是河湾演变过程中的重要现象.为了描述畸形河湾扭曲变形的程度,提出了河湾法向角的概念.依据黄河下游欧坦附近的遥感影像,对畸形河湾演变过程中法向角、弯曲系数和相邻2个河湾间直河段长进行了量算分析,结果表明法向角和弯曲系数对河湾演变反应敏感.     

天然河湾极限弯曲度

天然河湾是弯曲型河流最显著的地貌单元。河湾形态处在发展变化之中,它通过凹岸侵蚀和凸岸淤积,不断地蠕动和变形,弯曲度持续变大直至自然裁弯。为了探究天然河湾在自然裁弯之前是否存在极限弯曲度,利用Google Earth卫星图像,选取了长江、黑龙江、密西西比河等9条河流(包括支流)的高弯曲度河湾和牛轭湖作为统计样本,定义了河湾及牛轭湖的平面形态参数并予以测算。牛轭湖作为河湾裁弯后的残留河段,其弯曲度对河湾所能达到的极限弯曲度具有参考价值。研究表明在统计意义上天然河湾存在极限弯曲度,河湾发生裁弯时,其极限弯曲度并不趋向无穷大。河湾弯曲度的样本统计近似服从正态分布,初步确定河湾极限弯曲度变化区间[10,30]。当河湾的颈口河宽、平均河宽和曲流颈长逐渐变小时,河湾弯曲度均先迅速变小,到达极小值后逐渐趋于稳定。天然河湾形态具有分形几何特征,其分形维数主要集中于区间[1.10,1.35]。分形维数和弯曲度描叙河湾几何形态具有一致性,当分形维数增大时,弯曲度随之缓慢变大。     

河湾水流与凹岸路基侵蚀机理探讨

笔者利用弯道概化模型试验成果对河湾螺旋水流特性及凹岸路基的侵蚀机理进行研究。对河湾水流的形态和环流的形成、发展规律及凹岸水下路基边坡泥沙运动特性进行了分析。提出了凹岸路基的侵蚀主要是由河湾水流对路基边坡的淘刷以及路基的崩塌而引起,得出了河湾凹岸路基防冲范围。     

基于树木年轮的弯曲河流河湾迁移速率估算

针对河流源区缺乏长期的河流监测数据,难以确定河湾迁移速率的问题,通过2016年和2017年2次对黄河源区的实地考察和采样情况,以典型弯曲河流白河的9处河湾为例,根据河湾凸岸淤长与植被演替的关系,利用树木年轮分析判断树龄,依据树木位置和树龄的关系估算弯曲河流河湾迁移速率。估算得出白河9处河湾迁移速率为0.38～6.10 m/a,迁移速率与水流流速、河道比降、凹岸滩高和河谷宽相关,最大迁移速率出现在河湾弯曲度最小的9号河湾。     

水库下游河湾平面形态变化规律研究

水库运用势必改变河道的水沙过程。下游河道也会随之发生不同程度的演变。本文基于这个问题。研究了汉江丹江口水库、长江葛洲坝水利枢纽蓄水运用后下游河湾平面形态的变化规律。主要内容包括河湾发育概况、水库运用对河湾平面形态的影响以及在不同的来水来沙条件下典型河湾平面形态变化。并结合大量实测资料拟合出水库下游河湾平面形态参数的经验公式，公式经验证，可以用来预测相同类型水库运行后下游河湾平面形态的变化规律。     

黄河下游畸形河湾形态及裁弯的可行性分析

借助实测资料及模型试验研究成果,分析了黄河下游畸形河湾的形态、成因以及危害,研究了畸形河湾裁弯的可行性。结果表明:在畸形河湾充分发育的河段,在河湾的最窄处裁弯,裁弯比按3⁷控制,裁弯成功的几率大,工程效益较高,在这类河段实施"引河法"裁弯是可行的。     

卡洛特水电站河湾地块防渗可靠性地质研究

卡洛特(Karot)水电站位于巴基斯坦吉拉姆(Jhelum)河上,枢纽工程区位于"几"字形河湾地块,分布地层为新近系弱胶结碎屑沉积岩,河湾地块防渗可靠性对渗控工程布置有着重要的影响。开展了河湾地块防渗可靠性专题研究,重点针对河湾地块水文地质条件、岩体渗透特性及防渗可靠性开展了大量的钻孔、声波测井、彩色电视录像及压水试验勘察研究,并进行了地下水渗流场三维数值模拟研究,以查明河湾地块水文地质条件及岩体渗透特性。通过充分论证认为:河湾地块具有良好的防渗可靠性,防渗体系完善,满足规范和蓄水安全要求。相关勘察研究方法和内容可为类似工程提供参考。     

河湾水流动力轴线变化与切滩撇弯关系研究

在分析汉江中下游以及荆江河湾实测资料的基础上,阐述了河湾水流动力轴线弯曲半径变化与切滩撇弯之间的关系,大量相关实测资料说明当河湾的来水条件和河湾形态发生变化时,会造成河势与水流动力轴线走向发生变化,从而引起切滩撇弯的发生.用多元线性回归的方法拟合出河湾水流动力轴线弯曲半径的数学表达式,并提出了用水流动力轴线弯曲半径与河湾弯曲半径的相对值来判断切滩撇弯发生机率的方法.研究成果对于治河防洪工程的规划设计有一定参考价值.     

冲积河湾蠕动过程的试验研究

冲积河湾儒动过程是个非常复杂的问题，本文从试验的角度，探讨了冲积河湾蠕动的过程。主要内容包括：泥沙条件一定水力条件不同时河岸冲刷下冲积河湾蠕动的试验，水力条件一定泥沙条件不同时冲积河湾河床冲刷的试验，河湾流路曲线等。     

张河湾抽水蓄能电站额定水头的讨论

根据张河湾抽水蓄能电站的工程特点,结合张河湾抽水蓄能电站初步设计,对水泵水轮机的额定水头进一步进行了分析论证。     

弯道推移质泥沙运动特性及其对河道演变的影响

弯曲河道水流、泥沙的运动特性与顺直段不同 ,存在横向流速与横向输沙。在考虑了弯道河段横向水流影响的条件下 ,导出了弯道河段泥沙的起动流速公式 ,并进行了合理性分析 ,认为在相同的纵向流速条件下 ,弯道段凹岸侧泥沙的起动粒径和泥沙输移速率均较顺直段大。同时结合弯道段水流和泥沙的运动特性阐明了弯道河段的演变规律。     

河湾水流与河床冲淤综合分析

本文在两个弯道模型试验基础上［１，２］，综合分析了国内外的有关研究成果。文中首先阐明河流蜿蜒弯曲的必然趋势和河湾内环（副）流伴随主流形成螺旋流动前进的特征，并对弯道内主流位向变化、环流强度、水面横比降等作了分析，推荐了计算公式。其次，对河湾水流的横断面流速分布和沿河宽的单宽流量分布给出了计算方法，并分析求得了河湾冲刷深度的公式；依此可以计算河湾冲淤河床的平衡断面。     

弯道推移质泥沙运动特性及其对河道演变的影响

 弯曲河道水流、泥沙的运动特性与顺直段不同,存在横向流速与横向输沙。在考虑了弯道河段横向水流影响的条件下,导出了弯道河段泥沙的起动流速公式,并进行了合理性分析,认为在相同的纵向流速条件下,弯道段凹岸侧泥沙的起动粒径和泥沙输移速率均较顺直段大。同时结合弯道段水流和泥沙的运动特性阐明了弯道河段的演变规律。     

赵口—黑岗口河段河势演变及工程适应性分析

在统计不同时段赵口—黑岗口河段河湾要素的基础上,分析了规划流路与实际流路河湾要素之间的相互关系,从河床比降、弯道半径、河湾中心角、直河段河长等方面分析了河势演变情况及已建工程对河势流路的适应性。结果表明:规划流路与实际流路趋向匹配;多数工程河湾半径设计较为合理,但部分工程设计弯道中心角较大,不利于控制主流;建议结合工程实际情况采取一定的工程措施,进一步完善原有的整治方案,增强对河势的控制能力。     

不同入射角对河流弯曲演变的影响

水流经一定的入射角进入河道后,引起横、纵向的泥沙运动,导致床面形态发生剧烈变化,这对河道初始阶段的弯曲演变具有显著影响。通过自然模型实验的方法,借助模型小河来探讨这一过程。实验表明,入射角对河道初始阶段的弯曲演变具有显著作用,入射角改变了起始阶段的弯曲度和输沙规律,加速了河弯的出现,且随着入射角的增大,河道的弯曲度呈增...     

冲积河型形成条件的探讨

水流塑造河槽 ,河槽约束水流是河流演变的基本特点。本文分析了河槽形态与河流弯曲率的关系 ,结果表明弯曲率大的河流都具有窄深河槽 ,宽浅河流总是顺直的。河槽横断面形态对河流的演变过程起到了控制作用 ,是河流形成不同的平面形态的必要条件。不同的水沙组合虽然相差很大 ,但只要形成窄深河槽就可能发展成弯曲河流。     

河流弯道水流特点与冲刷深度探讨

根据河流弯道水流的特点,对弯道水流的冲刷机理和冲刷深度进行了分析与探讨,并给出了国外学者计算弯道水流冲刷深度的几种方法.