考虑泥沙因子的四川省山洪风险评价研究

近年来,山洪灾害频发高发,为进一步提高山洪灾害预警防控水平,提出将泥沙因子纳入山洪风险评价中。以四川省为例,从洪水危险性、脆弱性和防灾能力3个方面选取12个山洪风险指标,运用层次分析法构建山洪风险评估指标体系,分别建立了不考虑泥沙因子和考虑泥沙因子的山洪灾害风险评估模型。结果表明：泥沙因子对山洪危险性和风险性有较大影响。不考虑泥沙因子的模型将低估山洪高风险、较高风险区域和中等风险区面积,而高估低风险、较低风险区域面积。研究成果可为山洪风险评价与灾害预防提供参考。     

长江上游推移质泥沙输沙率公式检验

适用于长江上游的推移质输沙率计算公式还未得到普遍接受。选取八个代表性公式，采取分散度比较法，利用长江上游8个测站（点）共计1290组实测资料对其进行检验。分析发现：（1）Engelund-Hansen公式精度相对最高，Yalin公式次之；若计算水流强度和输沙强度大的河流（如乌江、虎跳峡上峡口）时，Park公式计算精度较高。（2）各家公式并不适用于受下游峡谷洪水期雍水影响的河段（如奉节河段）。     

山区河流典型河段综合整治模型试验研究

通过对嘉陵江广元市区河段水文特性、河道地形、河相关系及河床演变规律的分析,结合广元市防洪现状及城市发展规划、美化景观、建设用地的要求,对塔山湾弯道开挖方案进行了探讨.并对裁弯取直和双河并存两个方案进行泥沙模型试验.试验表明两个方案均可降低工程上游广元城区洪水位,对该河段通航有一定改善,两方案互有优缺点,为山区河段城市综合防洪整治带来新的思路.     

变化环境下长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区干流水沙过程演变分析

为了研究环境变化对长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区河段干流水文过程的影响,运用双累积曲线法和数理统计方法对向家坝水文站和朱沱水文站长时间实测水沙数据进行分析。结果表明:①保护区河段干流年径流量无明显下降趋势,年输沙量则呈明显减少趋势;②径流量和输沙量相关性在1998年和2012年出现明显突变,在突变点为分界点的3个时段(建站至1997年、1999—2011年、2013年以后),向家坝站水沙拟合系数R²分别为0.999、0.996、0.989 5,朱沱站水沙拟合系数R²分别为0.999 6、0.995 6、0.983 6;③在鱼类产卵期3—7月份以及11—12月份,流量均值及峰值明显改变,以3月份为例,以突变点为分界点的3个时段对比分析显示,向家坝站日平均流量分别增加了34.3%、58.5%,朱沱站日均流量分别增加了16.1%、21.1%,此外,蓄水运用后多数月份日均流量变化幅度明显大于水库建设过程中。研究成果可为长江上游河道生境修复及梯级水库生态调度提供理论依据。     

连续弯道水流特性的试验研究

对正弦派生曲线生成的连续弯曲型河道开展试验,采用日本ACM2-RS型X-Y方向2轴电磁流速计对水流流速进行了测量,并对水流特性进行了分析。结果表明:连续弯曲河道纵向时均流速在弯顶处靠近凸岸处较大,而凹岸处较小,且沿河宽的分布沿程是变化发展的;弯顶水流纵向时均流速分布接近抛物线型,最大流速点位于上部水面以下,整体上大下小,而顺直过渡段水流纵向时均流速分布最大流速点位于底部,整体上小下大;连续弯曲河道水流阻力系数随着过水断面平均水深的增大而增大,随着过水断面宽深比的增大而减小。     

三峡水库汛期排沙效率研究

水库减淤调度是保障水库综合效益发挥的重要措施。以2003～2018年三峡库区主要水文站实测水沙数据为基础,统计分析了库区来水来沙规律,将库区按照沿程水文站布置分为3个库段,采用逐步回归的方法探讨了库区不同库段的输沙比与不同影响因素之间的相关情况,并建立了不同库段输沙比公式。结果表明：(1)寸滩至清溪场库段输沙比的主要影响因素为流量沿程变化系数和水沙系数,清溪场至万县库段输沙比的主要影响因素为洪水滞留系数和含沙量,万县至庙河库段输沙比的主要影响因素为洪水滞留系数和流量;(2)基于不同库段排沙比公式提出了提高排沙效率分段调度的新思路,即沙峰输移至清溪场站降低水位,输移至万县站继续加大下泄流量。研究成果可为三峡水库沙峰优化调度提供参考。     

壅水条件下推移质泥沙输沙率变化规律初步研究

壅水条件下水流结构特征及推移质泥沙输移规律问题目前尚未得到很好的解决,如天然壅水河段、水库库区壅水等条件下的泥沙输移、河床冲淤等问题,亟需这方面的理论支撑。利用理论分析、实测资料、水槽试验等方法进行对比分析首先分析不同条件下推移质输沙率变化的差异性;然后利用水槽试验观测壅水条件下非均匀流水流结构特征;最后结合天然实测资料和水槽试验资料,回归分析得出了适合在水库库区壅水河道的推移质输沙率计算公式。研究结果为当壅水程度指标β达到1.3以上时,现有各家公式已基本不能用来计算壅水条件下的推移质输沙率;利用水槽试验资料得到了相对床面切应力与壅水程度指标β的定量关系;回归分析得出壅水河道推移质输沙率计算公式可以在三峡库区河段适用。     

长江南源当曲源头水沙特性初步分析

长江南源当曲源头为高原沼泽,通行不便。在长江三源之中历来少有人涉足,其基本情况及其对江源水系的作用亦少为外界所知,河流演变及水沙运动特性的研究甚少。为了对长江南源当曲源头的河道、水流、泥沙等基本特性及当曲源头典型地貌特征进行了解,长江科学院继2014年后于2015年再次组织了科学考察。通过考察对当曲源头水沙特性进行了初步分析,分析成果为高原河流演变及河岸带生态系统提供了基础资料,同时对其它河流治理及河流生态保护与修复具有参考价值。     

颗粒态和溶解态磷浓度计算公式的推导与验证

河流水体中的含磷营养物质与较细颗粒的悬移质泥沙发生吸附作用,将对水质循环过程产生影响。基于拟合磷与泥沙颗粒吸附过程的Langmuir方程和修正Langmuir方程分别推导了计算颗粒态磷(PP)和溶解态磷(DP)的计算公式。并采用香溪河泥沙样品的磷吸附实验数据和野外观测数据验证了推导公式,计算结果与实测值符合良好。研究结果表明:当悬移质泥沙浓度较低时,可采用线性吸附方程近似计算颗粒态和溶解态磷浓度,但当悬移质泥沙浓度较高时,需要采用本研究推导的计算公式,特别是解吸和吸附现象并存时,需要使用基于修正的Langmuir模型推导的计算式。研究成果可用于水质或水生态模型建模。     

长江上游推移质泥沙输沙率公式的检验

对现有推移质输沙率8个代表性计算公式,采取分散度比较法,利用长江上游8个测站(点)共计1290组实测资料对其进行检验,以探讨其对长江上游输沙律的适用性。分析发现：各公式的计算结果非常分散,其中EngelundHansen公式精度相对最高,Yalin公式次之;若计算水流强度和输沙强度大的河流(如乌江、虎跳峡上峡口)时,Parker公式计算精度较高。各家公式并不适用于受下游峡谷洪水期雍水影响的河段(如奉节河段)。