近期长江河口南槽冲淤变化与微地貌特征

2015年2月1-7日采用多波束测深系统对长江口南槽河段进行走航测量,结合人类活动强干扰下的海图水深数据及河槽表层沉积物资料,探讨近期长江河口南槽河段河槽冲淤变化与微地貌特征。结果表明:在三峡工程等流域大型工程和深水航道治理工程等河口工程的共同影响下,近期南槽河段上段持续受到冲刷且冲刷态势向下延伸,在1995-2013年南槽河段(中下段和口外段)共淤积1.96亿m~3,平均每年淤积0.11亿m~3;2002-2013年南槽河段(上段至口外段)共冲刷4.98亿m~3,平均每年冲刷0.45亿m~3;在其冲刷环境的影响下,近期南槽底床上除发育平滑床底外,还广泛发育冲沟和凹坑等侵蚀性微地貌,而上段河槽持续受到冲刷导致底沙推移质运动增强,发育了小区域的沙波微地貌,这是首次在南槽观测到的沙波。     

长江河口北港中上段河槽地貌变化特征

基于在长江口北港上段利用多波束测深系统获得的2014年7,10月(洪季)和2015年2月(枯季)河床微地貌资料,结合浅地层剖面仪获得的2010年1月和2014年10月的浅层沉积结构资料,分析了北港中上段河床微地貌和浅层沉积结构变化特征。研究结果表明:(1)洪、枯季微地貌形态变化明显,洪季沙波比枯季发育范围广。新桥通道内洪季为复合沙波,枯季变成单一沙波。横沙通道北口水域洪季发育有弯曲型和顺直型两种沙波;枯季弯曲型沙波发育区沙波消失且发育着许多椭圆形的麻坑,顺直型沙波波长变大。(2)2010年1月至2014年10月北港上段整体呈冲刷趋势;新桥通道内浅地层剖面表层形态及分层结构基本无明显变化,且均为单层分层、厚度约2 m;在北港上段横断面最窄处附近,2014年10月断面大幅度冲刷并向下游延续较长,最大刷深约为7 m;长江大桥以西浅层沉积结构变化显著,上游分层由双层变为单层,中间分层消失,下游部分分层变厚、部分分层由双层变为单层。     

近期长江与鄱阳湖汇流河段冲淤变化与微地貌特征

2016年9月利用多波束测深系统对长江与鄱阳湖汇流河段进行高分辨率观测,结合1998年及2013年水下地形资料,探讨近期该河段河槽冲淤变化与微地貌特征。结果表明:1998-2013年研究河段整体呈冲刷特征,净冲刷634.92万m~3。其中,汇流上段主要为深槽冲刷,最大冲刷深度可达8.7 m;而汇流中段河槽呈整体冲刷,汇流下段河槽呈轻微淤积。在航道整治工程的约束下,汇流河段河势相对稳定,且航道为主要冲刷区。长江与鄱阳湖汇流河段主要发育了沙波、平床及冲刷痕等微地貌。流域来沙量减少导致床面泥沙粗化,为研究河段沙波的广泛发育提供了物质基础。     

长江口横沙通道演变对北槽深水航道上段回淤的影响

根据长江口横沙通道1992-2013年海图及2013年含沙量、表层沉积物及床面微地貌等实测资料,分析长江口横沙通道演变及对北槽入口深水航道的影响,结果表明:二十多年来,横沙通道整体呈冲刷态势,北口刷深远大于南口,其原因主要由北港青草沙水库、北槽深水航道等工程所致;横沙通道中洪季平均水体含沙量为0.11kg/m3,且床面发育有大量不同形态尺度的沙波,波长在6.5~21m之间,波高在0.17~1.09m之间;目前推移质运动是横沙通道泥沙输移的主要形式之一,横沙通道河床刷深和推移质输沙对北槽深水航道上段圆圆沙航道淤积产生一定的影响。     

近期长江河口主槽冲淤过程与沉积物分布及变化特征

利用长江口人类活动强干扰下的海图水深数据及河槽表层沉积物资料,探讨近期长江河口主槽冲淤变化与沉积物分布特征,研究结果表明,在流域来水量变化不明显,来沙量锐减的情况下,长江河口段中上游主槽整体上处于微冲刷环境。而又受深水航道治理工程的影响,局部河段主槽出现淤积,沉积物粒径也发生相应的变化。其中,南支下段宝山水道总体上受到冲刷,沉积物枯季变细,洪季变粗;南槽航道上段、北港航道和横沙通道均受到冲刷,沉积物均逐渐变粗;南港航道、与北槽过渡河段的圆圆沙航槽和北槽航道主槽淤积,沉积物均逐渐变细,且三者的淤积均由航道回淤造成,南港航道回淤的沉积物粒径最粗(0.12mm左右),圆圆沙次之(0.07mm左右),北槽最小(0.02mm左右)。     

长江口北港河势演变趋势及工程影响分析

为研究20世纪末以来,长江口北港上口通道的河势变化及重大工程的影响,对北港历年-5 m和-10 m等深线变化、主泓线变化、典型断面形态变化进行分析。结果表明：北港主槽与其分流比存在一定程度的正相关性;20世纪末以来,北港上口分流通道相对稳定,但呈不断下移、逆时针偏转态势;北港逐步向单一河槽方向演变,主槽将恢复为上段偏北、下段偏南的微弯河道形态。分析结论说明：中央沙、青草沙工程的建成有利于继续维持北港这种发展态势,并使其在经过一段时间的调整后达到新的冲淤平衡。     

长江水沙变化对河口水下沙洲发育影响的研究

根据1950～2000年大通站实测水文资料和长江口地形图,对比分析了长江来水和来沙量变化对长江口水下沙洲发育的影响.自20世纪60年代开始,长江上游来沙量呈减少趋势,特别是90年代来沙量相对于60年代减少了34.3%.而近50 a来,长江入海径流量基本不变,90年代还略有增加.长江来沙量减少而径流量基本不变,使得径流冲刷力相对增强,导致河口区水下沙洲冲刷、河槽容积增加.将目前各沙体-5 m线以上面积与沙体发育面积最大时期相比,白茆沙-5 m线以上面积减少了46.6%;"三沙"减少了20.0%;南北港的青草沙和瑞丰沙减少了49.3%;同时期,长江口各河段河槽横断面在0 m等深线以下的面积不断增加.另外,从水下沙洲由淤转冲的时间来分析,长历时的上游来沙量减少将导致河口地区的溯源冲刷,河口下游受影响最早,然后逐渐波及上游.     

2013年洪季长江口南港沙波运动观测与分析

基于2013年6-7月最新的沙波观测资料和近年来多次野外洪枯季沙波、底质观测资料,探讨了长江河口南港-圆圆沙河段沙波分布特征及变化趋势。结果表明:南港-圆圆沙河段区域河床沉积物颗粒较粗,中值粒径均在0.1mm左右,属于细砂类,分选系数较好,为沙波的形成和发育提供了良好条件。南港河段沙波普遍存在,以平直二维沙波为主,沙波对称性良好,以陡坡向海为主。横沙通道口外附近以及圆圆沙航道沙波对称性指标部分大于1,呈陡坡向陆趋势。长江口沙波发育尺度呈自西向东逐渐减弱态势,自1997年以来南港沙波范围逐渐增大,尤其逐渐向下游推展,直至圆圆沙航道,2006-2013年再次下移17km,洪、枯季沙波发育尺度差别较大。     

长江口南港沙洲演变对河口治理工程的响应

为研究河口治理工程对南港沙洲形态的演变及其对航道安全的影响，在近10年海图和近期水动力条件以及微地貌数据的基础上，分析了新浏河沙、瑞丰沙及中央沙南沙的演变过程。研究结果表明：南港上段2010-2013年间的总体净淤积量约为1.96亿m³,新宝山水道北侧河道冲刷剧烈，深泓线北偏；2013-2019年总体净冲刷量约为2.58亿m³。其间，新浏河沙及瑞丰沙洲0 m等深线以上沙体面积整体增长了2.54 km²,中央沙南沙面积增长了1.38 km²,沙洲体的质心上移，-5 m至0 m等深线以内的面积不断减小。河口治理工程的实施，是导致南港沙洲0 m以上面积增大和沙洲形态变化的重要原因，这对南港深水航道运输安全有着严重威胁，不利于长江口河势稳定与航道航行安全，亟待综合整治。     

近期长江河口沙波发育规律研究

基于近年来多次野外洪枯季沙波形态、河床表层沉积物粒径和水动力因子等方面实测数据,探讨长江口区推移质泥沙运动主要形式的沙波发育规律。结果表明:(1)长江河口沙波一般分布于江阴至南支间顺直河段,以及吴淞口至南港中下段区间,但近年来枯季时南港沙波发育区域呈逐年向下游扩展态势;(2)长江口沙波发育尺度空间上呈自西向东减弱态势,时间上则表现出较大的洪枯季差异;(3)江阴至南支区间的部分顺直河段内多发育较大尺度的三维沙波,而南港河段内沙波则以平直二维沙波为主;(4)南支及其以上河段内的沙波普遍发育有明显的背流面,不对称性明显,而南港河段则反之,沙波对称性良好;(5)较单向径流而言,涨落潮双向水流对沙波波峰的发育存在明显的削弱作用;(6)在长江河口,弱流乱流区、弯曲河道以及粘土质含量较高的河段均不利于沙波的发育。总体上,长江河口沙波的发育区域近期表现出向下游扩展的态势与产流区域水土保持、流域诸多抽引水工程调水和大型水利工程蓄水等有关。     

Call for Papers

正As the eldest and most distributed professional journal of water industry,Water Wastewater Engineering(W WE)gained very wide acceptance from the colleagues working in this field in this country since start publication in 1964.Now it is administrated by the Ministry of Construction of the People’s Republic of China and sponsored by the China Civil Engineering Society etc.     

库水波动下库岸边坡地下水浸润线解析解及误差分析

解析法是库岸边坡地下水浸润线计算中便于实际应用的方法,但该方法须基于若干假定并对潜水运动基本方程线性化后才能求解。针对各假定和线性化过程建立不同的地下水渗流数学模型,用解析法和有限元法解答上述数学模型,分析各误差大小及其规律。结果表明：库岸垂直处理带来的误差要小于方程线性化处理和不考虑非饱和渗流带来的误差,而且它们都随渗透系数变大而减小;在三峡库区库水调度情况下,假定库水位等速变化带来的误差对大多岸坡而言可以忽略;计算库岸边坡地下水浸润线时,解析法只适用于水位变化幅度相比含水层厚度较小,且几何边界规则、岩土结构简单、岩土体渗透性较好时的情况。     

Changes in Summer Irrigated Crop Area and Water Use in Southeastern Turkey from 1993 to 2002: Implications for Current and Future Water Resources

Changes in summer irrigated cropland acreage and related water use are estimated from satellite remote sensing and ancillary data in semi-arid Southeastern Turkey where traditionally dry agricultural lands are being rapidly transformed into irrigated fields with the help of water from the Euphrates-Tigris Rivers. An image classification methodology based on thresholding of Landsat NDVI images from the peak summer period reveals that the total area of summer irrigated crops has increased three-fold (from 35,000 ha to over 100,000) in the Harran Plain between 1993 and 2002. Coupled analysis of annual irrigated crop area from remote sensing and potential evapotranspiration based estimates of irrigation water requirements for cotton indicate a corresponding increase in agricultural water use from about 370 million cubic meters to over one billion cubic meters, a volume in accordance with the state estimates. These estimates have important implications for understanding the rapid changes in current agricultural withdrawals in Southeastern Turkey and form a quantitative basis for exploring the changes in future water demands in the region. For example, expansion of irrigated lands have led to a steady decrease in potential evaporation due to increased roughness and decreased humidity deficit in the Harran Plain. Assuming that the changes in future evaporation conditions will be of similar nature, water use for irrigation is expected to decrease over 40 percent in future irrigation sites. Incorporating this decrease in overall planning of the irrigation projects currently under construction should lead to improved management, and by extension, sustainability of water resources in the region.     

浅谈优化Vray渲染在制作三维场景的应用研究

用Vray三维渲染引擎来渲染三维场景,其质量和速度是由一些影响因素和参数设置决定的,不同的参数和因素,可以得出不同的三维渲染效果.因此,分析、优化三维渲染质量和速度的影响因素,正确、合理的选择参数对提高Vray最后渲染阶段的质量和速度非常重要.     

固结、渗流和沉积控制方程研究

本文从两相流体动力学的守恒方程出发，考虑固相、液相的相对运动，推导了可以考虑场的不均匀性和流体压缩性的统一形式的控制方程，并对方程所基于的物理概念和相互联系进行了必要的分析。通过对方程适当形式的表达，可导出用于大、小变形固结、渗流和沉积的简化方程，显示了在不同领域的三个理论存在一定的统一性。方程推导过程并未对本构关系加以限制，适用范围较广。依据实际问题的要求，作了不同形式的简化。     

四川省及重庆市中型水电站效益分析

该文分析了四川省及重庆市几座中型水电站的调查材料表明：四川省及重庆市中型水电站不仅在川渝主网和地方电网中起着很大的作用，并具有巨大的社会效益，同时还有综合利用效益，说明修建中型水电站的优越性．     

Site modelling methods for detecting hydrologic alteration of flood frequency and flood duration in the floodplain below the carlyle dam,lower Kaskaskia River,Illinois, USA

Reports concerning the influence of dams on river hydrology vary among researchers, interest groups and government agencies. These often contradicting statements may occur because changes in hydrology caused by dams are distinct for each dam and river watershed. The objective of this research was to use site specific techniques to determine if the 1967 installation of the Carlyle Dam, lower Kaskaskia River, Illinois, altered flood frequency and duration within the forested floodplain located below the dam. Results indicated a decrease in flood duration and frequency, and a decrease in annual flood frequency variation at a site 6.4 km below the dam. Pre‐dam versus post‐dam differences in flood frequency and duration at the site 32.2 km below the dam were related to climate rather than dam effects. Although dam impacts are a concern, this research shows that distance downstream from the dam and downstream tributary and watershed characteristics should be considered before assuming that the dam has changed hydrologic parameters for portions of rivers. This research also indicates that areas of the lower Kaskaskia River may still maintain hydrologic ecological integrity, and could be targeted for restoration and adaptive management purposes. Hydrologic modelling combined with river gage and on‐site well measurement techniques presented in this study could provide detailed flood frequency and duration information for land use, sociological and geomorphological questions in focus areas within river floodplains. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Statistical tools for thermal regime characterization at segment river scale: Case study of the Ste‐Marguerite River

Suitable thermal fish habitats are constrained by both maximum and minimum temperature tolerances. A multivariate and geostatistical approach was developed to estimate stream thermal characteristics at the river segment scale. Data from 22 temperature‐monitoring stations during summer 2007 were used to estimate monthly maximum temperature as well as thermal characteristics such as the number of events, the cumulative degree–days and the associated duration over specific temperature thresholds of 19 and 21°C. The probability of exceeding these temperature thresholds has also been interpolated. The methodology relies on the construction of a multivariate space using physiographic and hydrological characteristics of gauging stations as inputs in a canonical correlation analysis (CCA). A geostatistical interpolation technique, ordinary kriging, was subsequently used to perform interpolation in the physiographical space constructed using CCA. Results from this study were obtained for thermal characteristics estimated into two different interpolation spaces: (1) a 7 metrics space, and (2) an 8 metrics space. Cross‐validation technique has been performed and satisfactory results were obtained. Kriging thermal characteristics (magnitude and duration) into the 7 metric space for a 19°C threshold exceedance leads to best results with Relative Root Mean Square Error (RRMSE) ranging between 9.66 and 15.08%. The study shows that kriging in a multivariate space is a promising tool for water resources managers, especially in cases where risk mapping for lethal or sub‐lethal temperature thresholds may be required for a specific fish species. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

掺MgO混凝土的宏细观试验研究

利用MgO膨胀剂的延迟微膨胀效应能显著提高大体积混凝土的力学性能,产生的预压应力还能有效提高大体积混凝土抵抗温度开裂的能力,但目前对其微观机理研究不多。采用宏观与微观相结合的方式,研究了不同活性指数、不同掺量的MgO混凝土的力学性能,利用SEM/EDS微观分析手段揭示了MgO对混凝土性能影响的作用机理。试验结果表明：MgO取代部分水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能降低;掺量为4%~5%时,活性指数为100s的MgO混凝土的膨胀率大于活性指数为50 s的MgO混凝土;MgO混凝土的膨胀特性与Ca,Si,Mg,Al等元素的分布情况有关,掺入的MgO将改变界面区Ca,Si,Mg元素的富集特性,Ca元素和Mg元素更易于在界面区富集,导致混凝土宏观力学性能的降低。     

基于MIDAS软件探讨施工工序对深基坑稳定性的影响

基于武汉地铁名都站深基坑工程与水文地质勘察资料,建立了三维工程地质仿真计算模型。依据名都站深基坑开挖支护方案,利用有限元软件MIDAS的摩尔-库仑本构模型,对武汉地铁名都站深基坑施工过程中,不同施工工序下每步开挖之后,基坑的变形情况做仿真模拟计算,并对比分析其对基坑稳定性的影响。结果表明：基坑围护结构的变形情况与施工工序有很大的关系,施工工序越合理,上部土体变形越小,反之越大。因此,在基坑工程的施工过程中,要注重施工步骤的划分与合理安排,从而保证基坑工程的安全。研究成果为以后武汉地区基坑工程的施工设计提供了值得借鉴的经验。