Quantifying and characterizing contemporary riparian sedimentation

Fluvial processes of erosion, sediment transport and deposition determine the changing form and sedimentary structure of naturally adjusting riparian zones. Riparian sediment storage has both scientific and management importance in relation to: (i) the quantities of sediment that are involved; (ii) the quality of the sediment; and (iii) the dispersal of biological materials, notably the vegetation propagules that are transported and deposited in association with the sediment. After discussing the significance of riparian sedimentation processes, this paper reviews methods for quantifying contemporary sediment deposition within water bodies and their margins. Methods for investigating contemporary riparian sedimentation are given particular emphasis, and the extent to which different methods provide comparable estimates and have been used to support the analysis of different physical and chemical properties of the sediment are outlined. The importance of the following are stressed: (i) selecting a sampling method that is suited to the sedimentation environment; (ii) incorporating careful cross‐calibration if measurements from different methods are to be combined; and (iii) replicating measurements to give more robust estimates if small traps are employed. It is concluded that artificial turf mats provide a useful design of sediment trap across a range of environmental conditions because: (i) their surface roughness reduces problems of sediment removal by flood waters or rainfall; (ii) their pliability permits installation on irregular surfaces; (iii) they can be securely attached to the ground with metal pins to resist high shear stresses from river flows; (iv) they are robust and light and so easily manipulated in the field and laboratory; (v) it is possible to fully recover the deposited sediment to accurately determine the amount of sediment deposited and to support a range of other analyses. Results are presented to illustrate how artificial turf mats can be used to estimate the quantity and quality of deposited sediment and to explore the associated deposition of viable seeds. This provides one example of the important hydroecological role of riparian sedimentation processes and of the potential for the development of innovative, interdisciplinary research on riparian sediment dynamics. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

伶仃洋三维潮流输沙的数值模拟

作者使用垂向坐标变换技术，结合有限差分方法建立了三维潮流输沙的数学模型。为了增加模型的稳定性和减少数值耗散，对悬沙对流扩散方程中的水平对流项采用三阶迎风格式离散。应用本模型对伶仃洋的枯季和洪季的潮流输沙的悬沙场进行了数值模拟，将模拟结果与实测资料进行比较，二者吻合较好。模拟结果分析表明：伶仃洋悬沙运动主要集中在西滩，对伶仃航道影响不大；洪季水体含沙浓度高于枯季；水体含沙浓度沿水深存在浓度梯度，且洪季的浓度梯度明显大于枯季。     

20世纪的泥沙运动力学

在20世纪，泥沙运动力学的研究取得了不少突出的成绩，但与其他学科同时期的进展相比，发展还是比较缓慢的。按取得的进展来看，20世纪可分为两个阶段；在上半叶，有6项突破性进展，逐步积累，到1950年，Einstein集大成，提出了第1 个泥沙运动力学理论体系。在下半叶，进入了百家争鸣的时代，一些研究者提出了自己的泥沙运动理论体系，作者列举了8个有代表性的理论体系。受计算机时代的影响，从20世纪70年 代开始出现了根据大量实测资料，利用计算机进行回归分析而得出的阻力和输沙率公式，而不拘泥于发展新的理论。与此同时，一些与实际偏离较远的理论逐渐被淘汰。在21世纪，要搜集系统完整的资料，特别是近底层的资料，并拓宽研究领域到环境，生态等学科。     

黄河黑山峡河段大柳树水库比小观音水库原始库容多40亿m3的作用

一级开发大柳树高坝原始库容比二级开发小观音高坝多 4 0亿m3 ,库容大带来的好处体现在 5～ 7月可多向下游增供水量 ,缓解下游河道断流 ;延长泄放清水时间 ;增加发电效益 ;满足宁蒙河段防凌要求 ;增加汛期集中泄水 ,减缓下游河道淤积萎缩 ;满足南水北调西线工程水量调节要求等。为了更好优化配置黄河水资源 ,从全局和长远利益考虑 ,应采用一级开发方案 ,修建大柳树高坝大库     

河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型

根据河口“波浪掀沙，潮流输沙”的泥沙运动机制，引入“波浪幅射应力”反应波浪对水体和泥沙的驱动力．考虑波浪对底部泥沙作用力、波浪对水流挟沙能力的影响及风场对水流和泥沙运动的影响．同时考虑泥沙粒径大小、水体含盐度、含沙量及水流紊动程度等因素对絮凝沉速的影响．用ＡＤＩ算法求解沿水深平均方程，破开算子法解悬移质不平衡输沙方程及河床变形方程，引入通度概念处理岸滩不规则边界，建立河口水流、波浪、潮流、泥沙、河床变形二维数学模型．通过实测资料及卫星摇感图像对所建数学模型进行检验，表明它可以较好地预测河口泥沙的运动     

泥沙输移矢量式及其应用

本文基于Parker等人泥沙输移矢量式的分析和研究，增加了上举力的作用，并考虑了泥沙颗粒受力非平衡条件，采用牛顿力学的矢量分析法，推导了泥沙输移的通用矢量式。经对公式简化，且用Ikeda和笔者试验资料的验证，证明计算值与试验值吻合较好。     

川中丘陵区一种新型小流域径流输沙模型的建立与应用

径流输沙模型对定量评价水沙的输出响应具有重要的意义。本研究在已有研究成果的基础上，通过对四川盐亭县林山西沟小流域的径流、泥沙进行现场观测与分析，提出含沙量单位线的定义及其确定方法，建立了适应该小流域的径流输沙模型。并应用实测资料进行比较，表明模型的模拟结果可靠，模拟过程确定性系数达0．8以上，为川中丘陵区小流域径流输沙过程的预测预报提供了一个新方法。     

西北江三角洲来水来沙的非线性分形特征

根据西、北江干流高要、石角及西北江三角洲网河区顶点马口、三水四个水文站的流量和含沙量资料 ,应用非线性分形原理的R S方法 ,计算西北江干流及西北江网河区顶点四个水文站的流量、含沙量的赫斯特数H和分形维数D ;探讨西、北江干流来水来沙的分形特征及西北江三角洲的分水分沙规律。结果表明 ,流量的分维数略大于含沙量的分维数 ,三水站流量及含沙量的分维数与其上游的石角站流量、含沙量的分维数相差较大 ,与思贤的分水分沙造成西北江的水沙交换有关     

灞河生态治理工程模型试验研究

通过模型试验 ,对位于西安市东郊因采沙使河道破坏严重的灞河河段进行了复现试验和研究 ,并以此为依据 ,通过优化比较为设计部门提供了合理的橡胶坝坝址和坝座高程。在此基础上 ,又对建坝后橡胶坝对上下游冲淤变化的影响进行了试验研究和分析 ,解决了工程设计中的一些关键技术问题     

黄河中游多沙粗沙区水沙控制途径的探讨

根据黄河中游多沙粗区暴雨洪水及产流产沙特点，提出了为控制水沙危害，黄河中游治理应分两步走的战略。第一步解决近期水沙控制和耕地问题，主要措施是建设淤地坝和骨干坝。研究表明，在现状坝地，梯田条件下，为满足粮食生产需要，每平方公里需新增坝地３．１８ｈａ，且能港口控制水沙的要求。第二步是进行坡面治理，改善生态环境，以达到根治水沙的目的。