山区河流植被洲滩河段水沙运动特性试验研究

山区河流受水沙条件和河流形态影响,植被洲滩发育丰富,显著改变局部河段的水沙运动及其演变特征。基于室内洲滩模型自然生长植被的水沙试验,探讨了植被与泥沙补给对洲滩河段水流结构及冲淤变形的影响。试验结果表明：植被茎叶加大对水流扰动,减缓水流流速,上游补给泥沙在植被周围形成小型沙丘,以波状输移为主;大量来沙条件下,泥沙多落淤洲头及洲尾,促使洲滩的快速发育;淹没植被枯萎,茎叶凋落,加剧洲头及洲滩两侧坡脚冲刷;植被与上游来沙显著影响洲滩汊道分流特性,加沙和植被茎叶部分促使左汊分流比降低。因此,山区河流植被与上游泥沙补给调整洲滩汊道过流能力及发育过程,对植被洲滩河段的水沙运动产生较大影响。     

金沙江泥沙预报决策支持子系统研制

金沙江泥沙预报决策支持子系统是金沙江下游梯级水电站水文泥沙数据库及信息管理分析系统的核心之一,该子系统的成功研制,为主系统管理各类水沙模型提供了便捷途径,亦为主系统水沙监测和数据分析提供了有力工具。介绍了该系统的体系结构和主要功能,以及用户界面,描述了应用子系统的一般步骤,给出了应用范例。该系统实现了"模型管理"和"模型调用"功能,集成了"一维泥沙计算"相关模型,是金沙江下游梯级水电站水文泥沙数据库及信息管理分析系统的重要组成部分。     

床面推移质颗粒跃移过程的水槽试验研究

推移质泥沙颗粒的跃移是河流泥沙运动的重要形式.为了研究推移质颗粒跃移运动参数的变化规律,在水槽试验中采用高速摄像技术,观测7种工况条件下,0.3～1.7 mm粒径的推移质颗粒的跃移运动形态,提取颗粒跃移运动的时空信息,分析了泥沙颗粒跃移距离和跃移高度的变化规律.结果 表明,相对跃移高度和相对跃移距离的概率密度分布函数均...     

不同途径计算波浪掀沙临界流速

对已有研究成果进行归纳,得到了波浪掀沙临界流速公式的一般形式,依据微幅波理论对该式进行了简化,大大提高了公式的易用性。利用典型数据对各个波浪掀沙临界流速公式进行了验证计算,结果表明：简化公式以及波浪掀沙临界流速ANN模型的性能均优于其他公式,都是有效模型;后续研究中应注意收集同类资料,以进一步提高模型的精度。     

安澜模拟系统的构建与应用

我国水动力软件的系统性、集成性、通用性、界面以及开发工具、平台、数据库等方面与国外存在较大差距,严重制约了研究成果向应用转化和推广。鉴于此,构建了安澜模拟系统,该系统是一个跨尺度复合维度水沙生境模拟系统,集成了数据库、前处理、求解器和后处理等四大模块,实现了基于GIS平台的数据库管理、项目管理、网格/断面剖分和虚拟现实成果展示,集成了1/2/3维水沙、水质和水生态数学模块,尤其是在水沙数学模型中,不仅有传统水沙数学模型,还提供了两相浑水模型可供选择,强化了四大功能模块间工作流,使得模拟工作得以标准化、流程化、系统化。基于安澜模拟系统对长江-洞庭湖区域的水文地形数据、模型、项目方案进行规范化管理,对计算结果进行直观展示,计算值与实测数据符合较好。     

荆江河段冲刷下切关键河段及节点分析

随着长江上游梯级水库的建设运行,新水沙条件下荆江在较长一段时期内持续冲刷。采用水沙数学模型预测荆江冲淤演变,结果表明其沿程冲淤变化波动明显。基于启发式分割算法(BG算法),对荆江的冲淤预测结果进行非平稳冲淤序列分割分析,确定了荆江冲刷程度相对严重的8个关键河段和13个冲刷突增的关键节点,与实测水面比降分析结果类比,其中7个关键河段以及8处关键节点得以相互映证。研究成果显示,基于BG算法检测河道冲刷关键节点是一种可行方法。     

鄱阳湖入江水道输沙能力与出湖沙量关系及冲淤调整规律

鄱阳湖是长江流域生态系统的重要组成部分,近年来鄱阳湖枯水水位下降、枯水时间提前呈常态化和趋势性变化引起了广泛研究。鄱阳湖入江水道作为江湖联系的纽带,在江湖关系演变中起着重要作用。特别是2001年以来,入江水道演变和出湖沙量出现了显著和复杂的变化过程,其原因存在明显争议。本文采用水文泥沙观测资料结合机理研究,分析阐明了鄱阳湖入、出湖水沙变化与入江水道挟沙能力变化关系及冲淤调整规律。研究结果表明：入江水道代表断面月流速与湖口月出湖含沙量成正比,鄱阳湖出湖沙量与入江水道输沙能力直接相关;入湖泥沙对入江水道演变的影响是缓慢的,入湖沙量集中的4—6月,1985年前后各月出湖沙量减少量和减小比率都小于入湖沙量减少量和减小比率,都大于输沙能力减小比率;1998—2010年与1955—1998年比,月出湖含沙量变化比率与入江水道月挟沙能力变化比率具有较好关系;从出湖含沙量与代表断面流速关系看,1999—2010年出湖含沙量在不考虑断面变化情况下总体低于1955—1998年相关线,考虑断面扩大后则高于1955—1998年相关系,说明1999—2010年出湖含沙量增大和入湖水道断面扩大是冲刷和采砂共同影响的结果;入江水道下段代表断面2011—2020年同流速下顺出湖含沙量与1955—1998年关系线基本一致,而上段代表断面则明显低于1955—1998年关系线,说明入江水道下段已趋于稳定,上段仍可能会有一定的冲刷调整,引起湖区枯水位继续有所下降。本文研究结果对明晰鄱阳湖入江水道冲淤变化、长江与鄱阳湖相互影响复杂关系和指导鄱阳湖保护与治理具有重要意义。     

结雅河对黑龙江上马厂水位的顶托效应分析

结雅河是黑龙江左岸的重要支流,对交汇口上游的黑龙江上马厂河段水位的影响极为重要,但对上马厂站水位影响的条件和强度目前尚无定量分析结果。通过实测资料分析,确定了上马厂站水位受到结雅河顶托的必要条件是汇合后的总流量不小于9 000 m~3/s。在1988年至2008年期间,受结雅河顶托影响,上马厂水位抬高介于0.27 m到0.82 m。数学模型计算结果表明,对于上马厂较大洪水流量,当结雅河汇流比由0.03增至0.24或0.30时,上马厂站水位可抬高约0.77 m或1.43 m。     

跃移泥沙颗粒起跳时间的特性分析

跃移是推移质泥沙颗粒运动的主要形式之一,跃移颗粒的运动特性是影响推移质输沙率的重要参数,但目前对跃移泥沙颗粒的起跳时间研究相对较少.本文利用高速摄影技术,对不同粒径泥沙起跳过程进行了系列的试验研究,后期采用RGB颜色映射函数获得灰度图,通过逐帧批处理获取颗粒的运动轨迹,直接得到了泥沙颗粒的起跳时间大小.试验结果表明,在...     

水库下游输水隧洞出口河段水沙分布研究

以辽宁大伙房输水隧洞出口河段为研究对象,基于实测资料,利用平面二维水流泥沙数学模型,计算了大伙房输水隧洞出口河段内水流和泥沙冲淤的分布形态,预测了出口河段30年内的水沙运动趋势,为工程实践提供了参考。