黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型:II-模型验证

采用黄河下游1982年洪水资料，选取花园口至夹河滩河段为计算区域，对所建模型进行了验证计算，结果表明本模型计算的洪峰传播过程，水位变化过程及含沙量变化过程等均与实测结果接近，流速场、主流线等也较符合实际。从而证明了所建立起的平面二维非恒定输沙数学模型与相应的数值计算方法能够模拟黄河下游河道水沙演进过程及河床冲淤变形规律。     

冲积河流悬移质泥沙与床沙交换机理及计算方法研究

本文在分析前人研究成果的基础上，从非恒定挟沙水流沙量平衡入手，建立了冲积河流悬移质泥沙与床沙交换关系表达式，并引入平衡冲淤物粒径的概念，对冲淤物粒径的计算方法进行了系统分析，提出了一整套计算非恒定挟沙水流悬移质泥沙与床沙交换的模式与方法，同时将该方法引用到数学模型中，采用黄河下游典型洪水进行了验证。     

“揭河底”期间胶泥块底部受力监测试验设计

为了跟踪监测"揭河底"期间河床上的胶泥块底部水流上举力的变化过程,设计了一套模型试验方法。该试验采用A401压力传感器,胶泥块由中值粒径小于0.01 mm的极细粉煤灰制成。将压力传感器布置在胶泥块预留空间的底部,涂刷亲水性底基处理胶,使胶泥块与传感器连为整体;连接传感器的数据线顺水流方向布设,以尽量减少数据线对水流的干扰。试验过程中,压力传感器可以对胶泥块在揭起前、揭起瞬间及翻转期间的底部水流上举力进行实时采集。     

黄河下游洪水演进预报水沙数学模型可靠性检验

采用以花园口至孙口河段为基础建立的黄河下游河道洪水演进预报水沙数学模型，在一次有组织的测试中直接将模拟范围下延至利津(即花园口至利津河段)，进行了1994年8月洪水现场检验计算，模型仍能成功模拟黄河全下游河道洪水的水沙传播、水位变化及河床冲淤变形过程，由此可见，模型中有关参数表达式在黄河下游水沙运动模拟中具有一定的通用性和稳定性，不需要通过试算作任何调整，模型预测结果可靠性强。     

三门峡水库“318”试验效益评估与建议

"318"试验已经4年,非汛期90%以上泥沙堆积在距坝75km范围,淤积重心下移38km.潼关河段发生冲刷,潼关高程下降0.99m.潼关以下库区共冲刷1.477亿m3.应当看到,2003-2006年期间,非汛期各年进库沙量不足1.0亿t,淤积量少有利冲刷,尚无大沙年(2.0亿t以上)的考验.非汛期平均水位仍偏高,年度运用方案仍有改进的空间.     

黄河非平衡输沙典型事例及其研究概述

非平衡输沙是河流泥沙运动的一个基本问题,特别象黄河这种多沙河流,非平衡输沙问题尤为突出。诸如"洪峰增值"、"驼峰"等现象,更是非平衡输沙的典型事例,一直引发世人的极大关注。本文简要总结了上述几个典型问题的前人研究成果及近几年开展的工作,认为含有极细沙的洪水在河槽中的演进,使得前期被粗化的河道阻力系数明显减小,后续洪水流速增大,与前方洪水发生叠加,形成了"洪峰增值"现象;"驼峰"河段的形成则主要是水沙条件不协调、黄河下游纵剖面影响及纵向长距离非平衡输沙造成的。     

东平湖水库未来战略地位探讨

东平湖水库无论其地理位置与确保黄河下游防洪安全方面,还是在水资源综合利用布局中,都具有十分重要的战略地位,但其目前存在的一些问题制约了水库综合效益的发挥。面对小浪底水库的建成运行、洪水管理理念的转变与全国水网的逐步形成等新形势,面对南水北调东线工程建设的新机遇,赋予东平湖水库未来战略地位新的内涵十分必要,比如利用其分滞黄河洪水、接纳汶河来水、调蓄东线调水、调配极端气候下南方涝水,并适时补水补峰以冲刷山东河道等。数学模型初步计算表明,改变东平湖的运用模式,有效管理洪水,不但对改变山东河道的淤积状况作用明显,还对“驼峰河段”的不利态势有一定的改善。     

河湾平面形态及河湾流路方程研究综述

详细论述了目前河湾流路研究中的主要观点,系统介绍了自然河湾流路平面形态特征的有关研究成果以及河湾流路方程的研究进展.结果表明:虽然河湾形态研究方面已取得了多项突破,但对河流形态的变化规律仍缺乏普遍性的认识;了解和掌握河道形态的影响因素及影响模式,利用河流平面形态变化规律规划河道、整治江河仍将是一个艰苦的过程.     

黄河“揭河底”机理研究及室内模拟试验

在深入调研及广泛收集整理现有研究成果的基础上,剖析了黄河"揭河底"现象发生的过程和主要特征;扩展了"揭河底"现象的概念;揭示了黄土高原特有的水文特征、下垫面条件及产流产沙过程、水沙组成等是形成"揭河底"河段典型河床层理淤积结构的前提条件;细颗粒泥沙絮凝效应是层理淤积结构中"胶泥层(块)"形成的机理。指出具有一定结构强度的"胶泥层"是"揭河底"发生的首要条件,特殊的来水来沙条件为其提供了揭底冲刷的动力。在此基础上,构建了动态的"揭河底"物理图形,即胶泥块形成、逐渐淘刷、失稳揭出、翻出水面4个动态过程;揭示了胶泥块上下表面脉动压力波传播速度不同引起的瞬时上举力是"揭河底"现象发生的真正机理。首次开展了真正意义上的室内"揭河底"模拟试验,探索了"揭河底"试验模拟技术,印证了"揭河底"物理图形的正确性,为后续判别指标的研究奠定了基础,同时也为近距离观察"揭河底"现象、观测同步水力泥沙参数提供了条件。     

黄河 揭河底 判别指标理论研究及验证

在广泛的原型调研及模型试验研究基础上,作者认为,河床淤积物层理结构中胶泥层(块)的存在为"揭河底"发生提供了必要的前期条件,而高含沙洪水期水流作用于胶泥块引起上下表面脉动压力波传播速度不同形成瞬时上举力,是发生"揭河底"现象的直接原因。本文基于"揭河底"发生时的力学关系分析,创新性地利用瞬变流模型,建立了"揭河底"现象发生的临界判别指标;通过开展的"揭河底"室内模拟试验,确定了临界指标中的系数K值,并利用跟随性较强的模型试验资料及黄河小北干流放淤输沙渠资料及黄河龙门站资料对公式进行了验证,结果吻合较好。该成果为天然河道中"揭河底"现象的预测预报提供了理论支撑。