高含沙水流游荡型河道滩槽冲淤演变特点及机理分析

黄河下游游荡型河道河术逐年淤积抬升的众多影响因素中，高含沙洪水起着十分重要的作用，本文根据概化模型试验结果和野外实测资料，分析了高含沙水流游荡型河道滩槽冲淤演变特点，特别提出窄深河槽一方面由高含沙水流自身塑造，另一方面游荡型河道中由高含沙水流塑造的窄深河槽又表现出相对的不稳定性。     

高含沙洪水造床规律及河相关系研究

利用黄河实测资料，并结合黄河花园口至东坝头河道动床模型试验，研究了黄河下游高含沙洪水造床规律，河相关系及高含沙洪水期窄深河槽演变过程，明确指出：高含沙洪水期形成的窄深河槽难以长久维持下去，而且高含沙洪水形成的窄深河槽是以前期河床的严重淤积为代价的，对河道的破坏作用惨重。如何小浪底水库采用高含沙洪水加大排沙入海的运用方式可能会对下游河道的演变和下游防洪带来很多不利利的影响，对此应持慎重态度。     

黄河下游游荡性可道治理方向探讨——兼论河槽形态与河型

本文首先指出：黄河下游生产堤的存在不是产生二级悬河的主要原因，治理宽浅游荡河段的方向是塑造窄深河槽。不同河段的对比分析表明，宽浅河流总是顺直的，而只有窄深河槽的河段才能形成弯曲性河流。本文对不同的来水沙条件下黄河下游游荡性河段的河槽形态变化进行了较为全面的分析研究，发现高含沙洪水能塑造窄深河槽，游荡性河段较陡的比降是造成河槽不稳定的因素，在天然来水来沙条件下，河床调整吴恶性循环，只有特殊的水沙组合才能对其进行改造。因此，主要由高含沙洪水输送泥沙，塌滩的低含沙洪水很少发和的北洛河模式可称最优。     

黄河水沙变化趋势与下游河道治理方向

本文从多方面分析得,汛期进入黄河下游的清水基流减少,含沙量增加,高含沙洪水出现机会增多,如不预谋对策黄河下游的淤积将会加重,为此提出利用窄深河槽输送高含沙水流入海的治理方向。     

小浪底水库泥沙多年调节的减淤效果初步研究

由于黄河水沙条件的变化,三门峡水库“蓄清排浑”运用经验的局限性表现得更为突出。从黄河下游河道输沙、防洪和水充分利用出发,小浪底水库应采取泥沙多年调节的运用方式,平水枯水年蓄水拦沙运用,丰水年集中泄空冲刷产生高含沙洪水,塑造窄深河槽改造高村以上宽浅河道,利用窄保河槽输送高含沙洪水入海,计算结果表明对黄河下游减效果显著,并可大量节省输沙用水。     

黄河下游游荡性河道治理方向探讨—兼论河槽形态与河型

本文首先指出:黄河下游生产堤的存在不是产生二级悬河的主要原因,治理宽浅游荡河段的方向是塑造窄深河槽.不同河段的对比分析表明,宽浅河流总是顺直的,而只有窄深河槽的河段才能形成弯曲性河流.本文对不同的来水来沙条件下黄河下游游荡性河段的河槽形态变化进行了较为全面的分析研究,发现高含沙洪水能塑造窄深河槽,游荡性河段较陡的比降是造成河槽不稳定的因素,在天然来水来沙条件下,河床调整呈恶性循环,只有特殊的水沙组合才能对其进行改造.因此,主要由高含沙洪水输送泥沙,塌滩的低含沙洪水很少发生的北洛河模式可称最优.     

黄河高含沙水流的高效输沙特性形成机理(黄河下游河道存在巨大的输沙潜力)

利用黄河主要干支流渭河、北洛河、黄河下游及三门峡水库大量实测资料,结合高含沙水流流变特性分析得出:河道中的高含沙水流的阻力与低含沙水流相同,均可用曼宁公式进行阻力计算;由于黄河泥沙组成较细,d50=0.03~0.10mm,随着含沙量的增加颗粒的沉速大幅度降低,泥沙在垂线上分布变得更加均匀,当含沙量大于200kg/m3以后发生改变;从泥沙存在对水流结构,流速在垂线上的分布特性上分析,含沙量200kg/m3左右时输送最困难,并得到河道实测资料的证实。由于粘性的增大,粗颗粒泥沙在河道中也能顺利输送,洪水期实测含沙量可达800~900kg/m3,表现出高含沙水流的高效输沙特性;黄河下游艾山以下河段实测洪水的最大含沙量为200kg/m3,在流量2 000~3 000m3/s时,高含沙洪水均可顺利输送。利用河道输送高含沙水流入海的主要障碍是改造宽浅游荡河段为窄深稳定的河槽。     

黄河高含沙量洪水的输移特性及其河床形成

文中分析了黄河及其支流高含沙水流流变特性和实测资料,得出一些初步认识:(1)在泥沙的中径为0.04～0.06毫米,粒径小于0.01毫米的极细沙占10～20％的情况下,适于输送的含沙浓度为500～1000公斤/米~3;(2)窄深河槽比宽浅河槽适合输送高含沙水流;(3)高含沙量洪水在宽浅河道上通过后塑造出窄深的断面形态;(4)当河流泥沙的大部分以高含沙量洪水方式输送,而且造成塌滩的低含沙量洪水又很少发生时,将形成稳定的适于高含沙水流输送的窄深河道.文中还分析了造成高含沙量洪水异常现象的原因.     

黄河利用洪水排沙不必刻意拦粗排细

简要总结我国在黄河泥沙输移方面的研究成果,根据笔者多年的研究,得出如下结论:可以利用高含沙洪水输沙入海,适宜输送的不是低含沙量的水流,而是含沙量大于200 kg/m3的高含沙水流。黄河下游洪水期窄深河道多来多排的输沙特性是造成河道多来多排的机理,在低含沙水流时水流的流速达到1.8~2 m/s,床面进入高输沙动平整状态。不仅全沙如此,造床质泥沙(d>0.025 mm的粗泥沙)也存在着同样的输沙规律。小浪底水库的泥沙多年调节,充分利用下游河道的洪水输沙潜力输沙入海,是解决黄河下游泥沙问题和节省输沙用水的有效技术途径。平水年、枯水年小浪底水库不排沙,全部水量用于兴利和环境用水,利用洪水排沙不必刻意拦粗排细。     

黄河下游河道输沙泄洪机理、能力及治理前景

经过我国几代人对黄河泥沙输移的研究和实践,认识已有重大突破。围绕黄河高含沙水流运动规律及应用前景这个中心,研究了高,低含沙水流运动规律多方面问题,为多沙河流防洪规划提出了新的指导原则。其中黄河下游可以利用高含沙洪水输沙入海,窄深河道洪水的非恒定性输沙泄洪机理是新的治黄主张的理论基础。     

水库下游河床冲刷下切问题的探讨

建坝后水库下泄水流挟带的床沙质含沙量减少，坝下游河床出现冲刷。作者利用26条河流坝下游冲刷的资料，建立了深泓最大冲刷深度与建坝前后多年平均洪峰流量变化的关系。它可用来粗估坝下游河床的冲刷深度。     

黄河下游游荡河道萎缩过程中的河床演变趋势

由于人类活动与自然因素影响下的水沙变化。黄河下游自20世纪70年代初期特别是80年代中期以来发生了明显的河床萎缩,河宽束窄,宽深比减小,主流线摆动幅度减小,深泓线弯曲系数增大,这表明,黄河下游的游荡程度有所降低。     

顺直型与宽窄型复式河道水沙分布规律的比较

本文在总结水槽试验资料的基础上．对顺直型及宽窄相间型复式河道的过流能力、流速及含沙量分布特性进行了比较分析。研究结果表明，两种复式河道的水沙分布具有一定的相似性，但也存在着较大的差别，并对其产生的原困进行了初步探讨。此外，通过比较滩槽流速比及滩槽流量比可以知道．宽窄复式河道的滩槽动量交换较顺直复式河道强烈。     

矩形明渠边界平均剪切应力变化规律研究

针对棱柱型矩形明渠的特点 ,在分析均匀流运动机理的基础上 ,认为水流可以分为河床作用部分和岸壁作用部分 ,各部分分别作均匀流运动。在分析水体能量消耗的物理模式的基础上 ,提出了面积分割的补充关系。对于河床和岸壁糙率相同的情况 ,利用静力平衡条件和水流连续方程 ,可推得水流槽底、岸壁剪应力的计算关系式。对关系式的讨论表明 ,公式结构合理 ,能反映明渠水流的特点。对已有水槽试验资料进行的分析表明本文提出的计算关系式较好地描述水流的实际情况 ,比已有的公式更简便可靠。     

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。     

黄河下游弯曲河道挖河疏浚效果的数值模拟研究

作者针对黄河利津至渔洼河段，就不同挖河方案的回淤过程和挖河效果，采用平面二维数学模型进行了模拟研究，河道挖槽疏浚回淤过程一般规律的模拟结果与河工模型试验结果基本一致。挖槽后上游有较大冲刷，挖槽段回淤较快。在较长一段时间内，挖槽疏浚增加了河道输沙能力，降低了洪水位。挖槽横断面面积一定时，存在一个使挖槽淤积比最小的最佳挖槽形状。     

大型渠道动态三维可视化设计研究与应用

针对大型渠道传统设计方法存在的问题,将地理数据信息化及三维信息模型引入渠道设计中,提出大型渠道设计的新理念,并初步创造了一种相对理想的设计新模式。将该模式应用到济平干渠的设计中来,并将设计流程及结果与传统设计方式进行对比,结果表明,该设计模式在效率和效果上都优于传统的设计模式。     

现有冲积河流河型判别式及其功能的研究

通过研究国内外现有的河型判别式及其建立的过程,结合河型研究的出发点和归结点认为,理想的河型判别式应该同时具有河型判别、河型预测和河型控制三项功能,河型判别、河型预测、河型控制应该采用同一种表达式。为了使河型判别式同时具有三项功能,唯一的办法是依据河型成因建立河型判别式。河型成因问题不解决,河型判别、河型预测和河型控制问题不可能达到根本的解决。     

Characterization of river channel adjustments in the thames basin,south-east England

The increasing involvement of fluvial geomorphology in river channel management has highlighted the desirability of being able to predict spatially differentiated river channel adjustment in relation to prevailing drainage basin characteristics. An exploratory analysis, using data derived from geomorphological reconnaissance surveys and maps, was carried out with the aim of characterizing river channel adjustments in four catchments within the Thames basin. As many of the variables are categorical in nature, logistic regression is utilized to generate multivariate equations which relate four styles of adjustment to catchment characteristics describing rock type, gradient, land use and channel management. Using only the variables which are statistically significant provides a goodness of fit of around 50%. Geomorphological interpretations of the characterizations are provided and, in general, indicate the varying balance between areally extensive natural controls and more localized human influences in shaping the individual styles of adjustment. In the studied lowland environment it appears that few channels are capable of recovering their sinuosity after channel management, thus highlighting the importance of conserving currently sinuous channels and the restoration of previously straightened reaches. Low gradient rural channels set on Chalk or clay favour deposition and thus may be targeted for maintenance operations. Erosive enlargement of the cross-section is promoted where channel straightening takes place in zones of high gradient; an option which should be minimized to reduce further management expenditure.     

河道疏浚回淤过程数值模拟

以平面二维水流泥沙数学模型为基础，对河道挖槽疏浚加淤的一般规律进行了模拟。模型考虑了河道的横向展宽，先模拟出一条概化的稳定平衡河槽，再模拟开挖后的回淤过程，因而挖槽回淤模拟排除了挖槽外的其它因素影响。对于本文中的概化河道，得出了开挖后的回淤量与淤积分布规律。挖槽河在很长一段时间内保持比原平衡河道较窄深的断面形态，说明挖槽疏浚对河道输沙和洪水灾害防治是有利的。