三峡蓄水初期宜昌枯水位稳定机理初步分析

宜昌枯水位是影响葛洲坝船闸运行的重要参数。三峡蓄水初期,葛洲坝下游河床发生较大强度的冲刷,但宜昌枯水位未发生明显下降现象,其原因尚不十分清晰。本文通过分析三峡蓄水初期葛洲坝下游河床边界的变化认为,河床平面形态稳定、纵剖面形态的卡口作用、冲刷分布不均及河床阻力有所增加等是宜昌枯水位维持稳定的原因,其中在纵剖面形态的卡口作用影响下,未来宜昌枯水位发生大幅下降的可能性不大。     

三峡水库蓄水后长江中下游典型分汊浅滩河段演变趋势预测

汊道兴衰、洲滩的演变与其水沙输移特性密切相关.以沙市典型分汊浅滩河段为例,从河段水沙输移特性出发,结合水流泥沙、河道地形等实测资料,分析其河床演变特点,并根据三峡建库后水沙条件变化的特点利用数学模型预测了该河段的汊道和洲滩发展趋势.研究表明:所建模型能够准确地模拟该河段的水沙输移特性及洲滩的演变规律,因而具有较好的预测功能,三峡水库蓄水后河段洲滩动态变化结果与实测结果较吻合,这对三峡水库蓄水运用后其它分汊浅滩河段的研究具有借鉴意义.     

上游建库后三峡水库航道条件的优化

针对三峡水库入库水沙条件改变影响水库蓄水进而改变上、下游航道条件的趋势,提出了通过提前水库蓄水时间的方法对三峡水库航道条件进行优化,但提前蓄水也可能增加泥沙淤积从而加剧变动回水区浅滩碍航.采用一维水沙数学模型,结合三峡水库上游建库引起的来沙变化,首先分析了提前蓄水对三峡水库变动回水区浅滩航道条件的影响,结果表明,在上游建库之后,即使提前30 d蓄水,在三峡水库运行100年内都不会额外增加变动回水区浅滩碍航,在此基础上深入分析了提前蓄水对三峡水库上、下游航道条件的优化作用.     

河网汊点分组解法的自动分组技术及优化

针对河网计算中应用较广的汊点分组解法,分析其无法实现分组自动化的不足之处.并在汊点分组解法的基础上,将矩阵计算中常用压缩矩阵带宽的Cuthill-Mckee法进行了变换,使其能够实现对汊点进行的排序,然后用拆组法对汊点进行分组,最终形成了无需人工干预的自动分组技术.分组后,还根据其系数矩阵的特点,结合Cuthill-Mckee法和保带状结构三角分解的Doolittle分解,形成稀疏对称存在矩阵求逆算法,在河网系数矩阵求逆中取得了良好的计算效果.最后以长江中游洞庭湖区的河网计算为例,对比原方案与改进后的计算耗时,取得了令人满意的结果.说明了该改进能有效地提高汊点分组的计算效率.     

长江中游沙卵石河段坡陡流急现象成因及对策研究(Ⅱ):治理对策探讨

以芦家河浅滩段为例，讨论了长江中游沙卵石河段坡陡流急碍航现象的治理对策。数学模型对多种整治方案的效果模拟表明，挖槽的横向、纵向尺度不同，其对坡陡流急缓解效率、上游水位下降程度方面存在明显差别。下游水位降幅也对开挖工程量、工程效果及上游水位下降具有重要影响。因此，坡陡流急河段的治理需要综合权衡上下游以及本地河床形态等多方面因素，实现系统整治。     

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．     

水沙条件变化对青岩子河段泥沙淤积和河势变化的影响

三峡水库入库水沙条件及蓄水进程的变化必然影响青岩子河段的淤积发展过程.蓄水以来的实测资料与可行性论证阶段的成果对比表明,该河段淤积部位基本相同,但淤积数量和范围有所缩小.应用平面二维水沙数学模型,在利用蓄水后实测资料进行验证的基础上,对小同水沙条件下该河段的泥沙淤积和河势变化进行了模拟,60系列结果与已有研究成果基本一致;90系列山于来沙减少且细,同期淤积数量和范嗣缩小,河型转化时间推迟;上游建库的综合作用将使淤积发展过程进一步减缓,但随着上游来沙量逐渐恢复,河型转化仍将发生.三峡水库蓄水后,水沙条件变化仅改变了该河段的淤积发展速率,主要淤积部化及总体演变趋势末发生明显变化,主支汉易位过程中,仍存在碍航问题.     

长江中游窑监大河段演变机理及发展趋势

三峡水库蓄水后,长江中游窑监大河段总体河势变化不大,但局部滩槽调整形成了不利于航行的条件。在总结河床演变特点的基础上,深入分析了河床边界与水力输沙条件之间的相互作用,从水流动力特性角度揭示了河床演变的内在机理,在此基础上预测了河床演变趋势。     

泥沙污染水质模型研究

多数污染物的迁移转化与泥沙和泥沙运动关系紧密,将水相和悬浮相污染作为一个整体,结合泥沙模型,引入泥沙污染物吸附量,底泥释放量及冲淤引起的释放增量等物理量,推导建立了泥沙污染水质模型,并运用吸附动力学,孔隙水扩散等模型,解决了泥沙吸附量和底泥的释放随时空变化的问题。模型较完整地考虑了泥沙输移、底泥冲刷及释放等过程对水质的影响。应用于汉阳四湖调水工程中,结果表明模型精度较高,能体现泥沙对水质的影响。     

河流平面二维水流数学模型的特性

本文对我们建立的河道平面二维水流数学模型进行了简介。对所提出的数值方法的连续性、精度及迭代过程的收敛性进行分析论证,研究表明所提出的数值方法具有较好的数学特性。