长江上游推移质泥沙输移研究

 针对目前长江上游精度较高的推移质输沙率公式还未公认接受的现状,利用长江上游8个测站（点）共计1 290组推移质运动实测资料,点汇无因次水流强度指标和泥沙输移强度相关关系,发现无因次W*Φ的关系较好。然后根据输沙率公式的标准化对其关系式进行回归分析,并利用实测资料对回归公式进行了验证。结果表明,该公式较适用于长江上游河流的推移质输沙率公式,推荐在长江上游河流使用本文回归公式。     

湖北省河道砂石资源供需困局初探及对策分析

砂石资源是中国消耗第二大自然资源,支撑着经济社会的快速发展.对近年来湖北省河道砂石资源供应不足的原因进行了系统分析,并提出了缓解对策.研究结果表明:目前湖北省河道砂石资源供需困局的形成主要是由于长江干支流河道和湖泊来沙量锐减、河湖持续冲刷以及环保政策趋紧;随着上游干支流水库建成运用以及水土保持工作的持续开展,预计湖北省...     

三峡工程地下电站引水区泥沙冲淤变化研究

水电站引水区的河床演变特点和水沙运动规律,对电站引水发电具有重要影响。根据三峡工程蓄水初期2006年4月至2011年8月地下电站引水区3次实测地形资料和模型试验成果,分析了地下电站引水区泥沙冲淤变化特点和电站排沙孔开启后的排沙效果。认为三峡工程运用后地下电站引水区受河段边界条件和水流运动特性的影响,河床泥沙呈累积性淤积,地下电站排沙孔的作用主要是形成冲刷漏斗保持电站厂前门前清,而对整个引水区的排沙作用有限。为此,建议进一步开展三峡工程地下电站排沙孔排沙效果试验研究,优化排沙措施,以保证地下电站引水安全。     

沙坑局部含沙水流特性的数值模拟研究

分析了FLUENT流体商业软件用于河流动力学问题研究的难点和可行性,应用混合物模型对存在矩形沙坑的河道分清水和含沙水流2种情况进行了数值模拟并对比分析。计算结果表明:水沙耦合计算模式的混合物模型可以较好地模拟河道中的水沙两相流输移现象;泥沙相对流体的动量影响明显,且降低了收敛速度;泥沙会抑制水流的内部紊动。沙坑内部拐角处会形成涡旋的次生流,造成向上游的溯源冲刷和下游的淤积。     

野外现场生态围隔实验研究进展

由于长江上游大量水电工程建设引起了很多河流水生态环境问题,河流型水华多次发生。介绍了一种在研究海洋或湖泊水华问题中常用的生态围隔实验方法,根据不同研究角度对围隔实验进行归纳分类,结合近几十年的研究文献分析其在水生态研究中应用的优缺点,并对围隔实验用于研究河流水华问题的可行性进行了展望。研究可为在长江河道开展生态围隔实验提供指导性建议。     

Karst地区明渠伏流交替河道水动力学模型及应用

基于圣维南方程组,根据测压管水头在明渠、承压水流中具有相同的表达形式,实现了自由水面水流、承压水流的统一描述。提出采用三角形子断面法描述伏流非规则封闭断面,进而建立了适用于真实Karst地区明渠伏流交替河道的统一型混合流模型。采用半隐方法离散压力梯度项,使用欧拉-拉格朗日法求解对流项,并使用预测-校正法实现了枝状、环状河网各支汊的耦合求解。以夹岩水库工程为背景,采用2000年水文过程对模型进行了测试,结果表明流量计算误差在1.6%以内。进一步研究了明渠伏流交替河道纵向沿程的流速变化规律以及伏流河段前布置人工隧洞的分流规律。在入流洪峰流量、坝前正常蓄水位的水流条件下,明渠段流速一般在0.25 m/s以下,相比之下,伏流段流速可达1.0~3.0 m/s,有利于伏流过流通道的保持。通过1971—1990年水文过程的模拟,得出大中天桥伏流前的人工隧洞的分流比为40.3%~42.8%,小天桥伏流前的人工隧洞的分流比为76.8%~78.6%。研究成果可为工程建设提供设计依据和技术支撑,具有重要的工程应用价值。     

三峡水库来沙的地区组成变化分析

借助长系列水沙资料对长江三峡水库入库泥沙的地区组成进行分析,指出当前主要的来沙区域变化,并对其与水库建设之间的关系进行了讨论。分析表明:几十年来三峡水库入库泥沙在总量减少的同时,其地区组成也在不断地发生着变化。1990年以前各干支流来沙量大小排序为金沙江、嘉陵江、岷江、乌江、横江与沱江。2003-2012年期间,岷江与嘉陵江、横江与乌江来沙基本相同,金沙江与沱江分别为最大和最小。尤其值得注意的是,2013年以来金沙江来沙的大幅减少,从第一产沙区降为来沙最小区域,而向家坝至寸滩区间来沙有一定增加,占寸滩站输沙量的16. 2%,不容忽视。此外,沱江与横江输沙量亦均较2003-2012年期间有所增加,目前其年均输沙均超过了乌江。最后,统计了各水系大型水库建设发展过程和最下游一级控制性枢纽的情况,以此对影响各水系减沙过程与幅度的主要因素进行分析。     

三峡水库淤积排沙及河型转化规律

三峡水库泥沙排沙在其论证和运行阶段一直是关注的热点问题。根据上游来水来沙、实测固定断面和河床质地取样等资料,分析了三峡水库运用以来进出库水沙变化、总体淤积和排沙规律、沿程淤积规律、河型转化规律等,并将初步设计论证研究成果与其他成果进行了对比分析。研究成果表明:三峡水库运用后,入库年径流量与建库前变化不大,但年输沙量锐减60%,来沙减少的趋势仍将持续;三峡水库平均年库容损失率为0.3%,在世界范围内是非常低的,可确保水库长期使用;三峡水库的年淤积量与入库沙量基本呈线性关系,汛期蓄水位越高则其斜率越大;三峡库尾河段总体呈冲刷状态,泥沙主要淤积在常年回水区,尤其在河道开阔断面;部分分汊河道发生了河型转化,淤积后河道总体朝单一、归顺方向发展。研究成果可为三峡水库运行管理和研究提供支撑,也为同类型水库决策提供参考。     

悬链线形渠道临界水深的计算方法

根据悬链线形渠道断面几何条件及临界水深基本方程,导出了关于悬链线形渠道临界水深的隐性关系式。通过引入恰当的无量纲量,对悬链线形渠道收缩水深的隐函数方程作数学变换,推导出适用于悬链线形渠道临界水深的迭代公式。利用最优一致逼近原理得到了无量纲公式中两参数的近似计算式,用于迭代公式初值的求解。工程实例表明,该方法不仅具有精度高、适用范围广等特点,且物理概念清晰明确,公式形式简捷、直观,便于应用。     

桩式丁坝在山区中小河流治理中的适用性探讨

基于调研和室内试验,研究水流经过桩式丁坝后的流态及其冲淤特性,并考虑中小河流治理中对整治建筑物的要求,分析了桩式丁坝的适用性。研究认为：由于坝身具有透水性,对主流及行洪影响较小,抗冲性较好;坝后水流平缓,淤积程度亦较小,有利于水生动物生长繁殖;可通过灵活调节透水率达到不同的治理目标;筑坝材料可就地取材,降低造价。桩式丁坝在中小河流治理中有着较好的适用性,可满足防洪、生态、环境、节约等综合治理要求,具有良好的应用前景。