黄河小浪底水库水–沙–电耦合过程计算

小浪底水库是保障黄河下游防洪、供水等目标的关键性骨干工程,故研究小浪底水库优化调度方式对于水库塑造下游河道形态及排沙减淤等方面具有重要意义。本研究建立了小浪底水库水-沙-电耦合的优化调度模型,通过经济价值量化发电效益与水库排沙减淤效益,形成发电效益最大和综合效益最大两类优化目标;根据小浪底水库拦沙后期调度规程,对坝前水位、下泄流量、水轮机出力进行约束,并且采用动态规划逐日求解,分析了在不同优化目标下典型枯水年(2015年)与丰水年(2012年)的调度方案及其结果。结果表明：1) 当优化目标为发电效益最大时,2015年和2012年的优化方案分别实现了71.30亿kW·h和102.15亿kW·h的发电量;2) 当综合效益最大为优化目标时,2015年的优化方案可实现排沙量0.31亿t与发电量70.17亿kW·h,而2012年的优化方案可实现排沙量1.66亿t与发电量95.24亿kW·h;3) 两种优化目标都实现了综合效益的提升,而以综合效益最大为优化目标时,牺牲部分发电效益来换取汛期库区冲刷,增加了水库使用寿命与水库排沙减淤效益,相较实际方案进一步提升了综合效益;4) 两个典型年份的优化方案均较实际调度结果实现了发电效益与综合效益的提升,且丰水年的提升更为明显。此外还针对典型年份现有调度方式,提出了相应的优化建议。     

冲积河流崩岸机理、数值模拟及预警技术研究进展

冲积河流崩岸不仅影响河势稳定,而且威胁两岸堤防等重要涉水工程安全。近年来由于上游来水来沙变化及水库运用等影响,长江中下游及黄河下游河段河床冲刷,崩岸现象突出,增大了河道防洪压力。从崩岸机理、数值模拟及监测预警技术3个方面总结了冲积河流崩岸的研究进展,指出了仍待解决的几个关键问题。在崩岸机理方面,阐明了崩岸发生的力学条件及影响因素,但需深化研究各因素之间的相互作用。崩岸数值模拟方法的快速发展为崩岸预测提供了有效的技术手段,但需更为全面地考虑崩岸机理,并有效刻画河岸边界条件的沿程变化。在监测预警技术方面,通常以局部岸段的地形及水沙条件监测为主,崩岸预警等级划分指标及方法多以经验法为主,需建立统一的、完善的评估体系。     

三峡工程运用后长江中游河床调整及崩岸特点

三峡工程运用后,因入库沙量减少及上游水库群的拦沙作用,坝下游河段沙量急剧减小,长江中游河道发生沿程冲刷,2002～2015年该河段累计冲刷量已达16亿m~3,同时平滩河槽形态也发生了显著调整。为更好地掌握长江中游的河床调整特点,分析了近期长江中游水沙过程及河床冲淤情况,采用基于河段尺度的平滩河槽形态参数的统计方法,计算了长江中游各河段平均的平滩河槽形态参数;建立了这些参数与前5 a平均汛期水流冲刷强度之间的经验关系,用于反演各河段平滩河槽形态随水沙条件变化的调整过程。此外,三峡工程运用后长江中游局部河段崩岸险情频发,不仅影响河势稳定,同时危及防洪安全,因此还总结了长江中游河道崩岸的时空分布及其特点,提出了水流冲刷强度增加是导致崩岸发生的主要因素。     

三峡工程下游卵石夹沙河段床沙粗化计算

三峡工程运用后,下泄清水持续冲刷河床,造成长江中游河段床沙逐年粗化,对长江中游河段水沙输移及河床演变规律的研究产生重要影响。为研究三峡工程下游宜枝河段、枝江河段卵石夹沙河床年际床沙粗化及年内床沙交换过程,基于Markov三态转移概率矩阵,引入非均匀沙隐暴系数,得到卵石夹沙河床上床沙级配、推移质级配及悬沙级配的概率计算模型(沙量平衡方程),能够同时考虑前期水沙条件、床沙起悬及冲淤过程对床沙交换过程的影响。结果表明：2003～2017年,枝城站床沙发生明显粗化,泥沙颗粒级配分布曲线左移,2003年床沙粒径范围为0.002 mm～41 mm,2017年变为0.031 mm～86 mm;此外,该断面床沙中值粒径总体呈上升趋势,并在2010年以后有一定波动,但波动幅度较小;并以汛初、汛末为时间节点,将枝城站年内月均床沙变化过程分为三类。通过枝城站2003-2009年实测资料验证,本文建立的概率模型计算结果与实测资料符合较好,能够应用于三峡工程下游宜枝河段及枝江河段卵石夹沙河床年际床沙粗化及年内床沙交换过程的预报,为今后非均匀沙运动及非平衡输沙机理的研究提供理论基础。     

醒脑静注射液对脑梗死缺氧诱导因子-1α表达的影响

目的: 观察醒脑静注射液对脑梗死患者的疗效及对缺氧诱导因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α,HIF-lα)水平的影响。方法: 68例脑梗死患者随机分为治疗组35例和对照组33例,对照组给予常规治疗,治疗组在对照组治疗的基础上给予醒脑静注射液,疗程均为10 d。治疗前,治疗后3 d、10 d分别进行神经功能缺损评分（NIHSS）及检测血清HIF-lα水平。结果: 治疗后3 d、10 d,治疗组的NIHSS评分较治疗前下降,差异具有统计学意义（P<0.05）;与对照组比较,治疗组下降更明显,两组差异具有统计学意义（P<0.05）。治疗后3 d、10 d两组血清HIF-lα水平均较治疗前下降,差异具有统计学意义（P<0.05）;与治疗组比较,对照组下降更明显,两组差异具有统计学意义（P<0.05）。Pearson相关分析显示HIF-lα水平与NIHSS减少值呈正相关（P<0.05）。结论: 醒脑静注射液可通过上调血清HIF-lα表达水平保护、治疗缺血脑组织。     

三峡建库后长江中游江心洲滩面积调整特点

针对三峡工程运用后长江中游河道内江心洲的冲淤变形特点，基于Landsat影像和水沙与地形资料，分析了枝城至湖口河段内江心洲高滩和低滩出露面积的时空变化特点，总结了典型高低滩结构江心洲的冲淤变形模式。研究结果表明，2003-2019年长江中游江心洲低滩整体呈萎缩趋势，枯期总出露面积由305 km²减小至288 km²,荆江、城汉和汉湖河段内面积的变化率分别为-24%、+6%和-4%;相同时段内江心洲高滩面积变化相对较小，2013年前总出露面积的年平均变化量为+0.57 km²/a, 2013年后为-0.74 km²/a,荆江和汉湖河段内高滩淤积，城汉河段内冲刷。江心洲低滩为沙土缓坡，变形模式以垂向冲淤为主；高滩为黏土陡坡，滩缘在自身重力和坡脚冲刷作用下失稳崩塌。     

黄河下游河道滩岸崩退与淤长过程的耦合模拟

黄河下游滩岸变形时常发生，对河床稳定、防洪安全、滩区耕地保护等方面产生诸多不利影响，因此有必要在河道水沙数学模型中考虑滩岸变形计算。以一维水沙输移及床面冲淤计算模型为基础，结合滩岸崩退与淤长计算模块，建立了能同时模拟河床纵向冲淤与滩岸横向变形的耦合模型。采用该模型计算了黄河全下游（755 km长河道）的河床纵向与横向变形过程，选取2018年及2020年作为率定及验证年份对该模型进行测试。计算结果表明：该模型可以很好地模拟黄河下游滩岸崩退及淤长过程，黄河下游游荡段、过渡段、弯曲段河段平滩宽度的计算误差在2018年分别为4 m、5 m、1 m，三河段误差在2020年分别为12 m、14 m、4 m；黄河下游三河段滩岸变形程度差异较大，游荡段滩岸变形幅度远大于过渡段与弯曲段，过渡段与弯曲段变形幅度相差不大；三河段滩岸崩退幅度均大于淤长幅度，体现出下游河床呈现展宽的趋势；黄河下游滩岸崩退与淤长会对河床冲淤产生重要影响，其中游荡段滩岸变形对于河床冲淤影响较大，而过渡段及弯曲段的河床变形主要表现为水沙不平衡输移引起的床面冲淤。     

长江中游荆江河段典型断面崩岸预警方法及应用

受三峡水库蓄水拦沙的影响，进入长江中游荆江河段的泥沙量剧减，河床持续冲刷下切，崩岸现象频发，不仅影响河势稳定，而且还增大了防洪压力。首先从水沙条件和河床边界条件方面选取10个崩岸影响因子，对其量化处理；其次基于实测数据，采用随机森林模型计算崩岸发生的可能性，并对模型进行率定和验证；最后基于DS证据理论融合崩岸可能性、临江居民区面积和堤外滩体宽度3个预警指标，划分典型断面的崩岸预警等级。研究结果表明：随机森林模型可较好地对崩岸现象进行预测，模型测试集准确率为75%;划分的预警等级与长江水利委员会水文局发布的预警信息总体相符，其中青安二圣洲荆60L断面和北门口荆98R断面预警等级较高，在2018～2020年均为Ⅰ级或Ⅱ级预警。此外还分析了各崩岸影响因子的重要性，其中护岸工程对崩岸的影响最大(重要度为16.6%),河岸坡度对崩岸的影响次之(14.4%),流量的重要度为10.2%。