库区平面二维水沙数学模型的 研究与应用

本文建立了库区平面二维水沙数学模型,应用有限体积法思想,增强了模型的适应性和灵活 性。利用该模型对庙宫水库库区内的水流和泥沙冲淤进行分析研究,结果表明,模型能较好地模拟水 库的河道水流泥沙运动及河床变形情况,将其应用于庙宫水库蓄水排沙预报的模拟计算中,通过综合 对比,提出了水库现状泄流条件下最优清淤方案。     

论非均匀悬移质二维不平衡输沙方程及其边界条件

本文深入研究了非均匀悬移质不平衡输沙的内在机理，较严格的推导了其方程，引进和定义了水量百分数、悬移质级配、平均沉速。根据泥沙交换强度理论，专门研究了方程的底部边界条件，在一定简化下给出了底部边界条件的具体表达式及有关结果，并与以往经验数据基本符合。     

泥沙起动标准的研究

阐述了泥沙起动标准的理论基础，描述了泥沙运动状态的有关参数，引进无因次输沙率作为泥沙起动的基本标准，提出了不同场合的３种具体标准，指出了基本标准与它们之间的联系；论证了所提出的起动标准符合以往研究的习惯，符合实际资料和试验、测量的具体情况；讨论了其它研究者提出的几种起动标准     

断面内不同湿周上糙率迭加方法的讨论

一、问题提出 迭加断面内不同湿周上糙率的方法,是河渠水力学方面的一个老问题,曾有过一些研究,提出过一些方法。其中主要的有三类:巴甫洛夫斯基(1931年)、姜国干(1937年)等提出的 n~2P=n_1~2P_1 n_2~2P_2; (1)豪登(1933年)、H.A.艾因斯坦(1942年)等提出的 n~(3/2)P=n_1~(3/2)P_1 n_2~(3/2)P_2;(2)以及张书农、唐存本按最小耗能原理提出的方法。上述两式中n为糙率,P为湿周,脚标1、2表示附着于床面流动与附着于边壁流动的编号,不加脚标者表示全断面的值。     

江湖关系变化的内在机理

从理论上深入揭示了江湖关系内在联系及机理,着重从荆江与分流河道2个方面分析了径流量变化、冲淤及其河道演变的规律。其中在荆江的径流量变化及冲淤方面包括:荆江裁弯具有分汊河道的裁弯特性;荆江流量加大引起冲刷;荆江流量加大对三口河道的影响;分流河道与荆江同时冲刷;三峡水库建成后荆江及中下游河段冲刷的平衡时间,以及监利输沙量变化的估计等。在分流河道演变方面包括:分流河道作为三角洲上的河道;季节性河道形成——断流机理;分流引起淤积的原因;分流河道的淤积平衡;分流河道进一步分汊后再淤积;分流河道冲刷时挟沙能力会大幅度减少;三峡水库运行后径流量减少幅度大幅变缓。     

基于固液两相流模型的泥石流流速垂向分布研究

泥石流流速的垂向分布是泥石流运动理论中的核心问题之一。以固液两相流模型为基础,分析了泥石流中两相速度相等与不等条件下的本构关系和泥石流流速垂向分布的计算方法;在二维恒定均匀流的条件下,考虑两相之间的相互作用,推导层流和紊流流态下泥石流中液相和固相速度的垂向分布公式,并采用不饱和水石流的试验数据进行了验证。结果表明:泥石流两相之间的速度差异是描述两相之间相互作用的根本所在;泥石流固相浓度与本构关系中的模化参数均有关联,是流速垂向分布计算中的重要参量;基于两相流模型的泥石流流速垂向分布公式比现有公式更具普遍意义,且其计算结果能与试验数据较好吻合。     

小浪底水库初期运用及黄河调水调沙研究

论述了小浪底水库初期运用阶段,水库淤积与调水调沙的若干问题.首先指出了水库拦粗排细的原则是有根据的,并以定量的关系予以表达.但是拦粗排细是有条件的,而且受到一些因素的制约.其次,从理论上和实际资料上证实了水库淤积百分数与下游河道排沙比有密切的关系,对于一个具体水库,这个关系几乎是单值的.它可以将水库排沙比与下游河道冲刷及减淤直接联系起来,并且有相当可靠性.接着,论证了调水调沙的重大效果,它对改善下游河道势在必行的意义.与此相关,专门论述了黄河下游造床流量的表达式,及第二造床流量与平滩流量的关系.同时指出,近期继续增加造床流量的可能性及条件.最后,讨论了小浪底水库初期运行的实际调度与规划的差别,以及调整的必要性.     

50 年来泥沙研究所主要研究进展

50年来,泥沙研究所几代科技人员勤奋工作,兢兢业业,对我国工程泥沙问题进行了大量针对性的研究,为一些重大工程提供了技术支撑。在三门峡、小浪底和三峡水库上下游的泥沙问题解决,黄河和长江等河道演变研究和治理、黄河口演变和治理等,无不包含着我所职工的心血。不少科研人员,在所里组织和个人自觉开展相结合的形式下,不间断地开展泥沙运动基本理论研究,经过一批研究人员的艰辛努力,研究成果颇为丰硕,如浑水异重流、泥沙运动随机理论、非均匀悬移质不平衡输沙、高含沙水流、水库淤积及河床演变等理论成果,其中一些达到了国际先进甚至领先水平,为将我院提升为国际一流科研机构做出了重要贡献。     

水库下游河床粗化计算模型

根据泥沙起动及河床粗化理论公式，建立了水库下游河床粗化数学模型，以研究水库下游河道极限冲刷深度及粗化层级配，该模型计算简捷方便，通过实例计算结果分析，与一维数模计算成果比较及实际资料验证等级结果表明，该模型计算结果合理，可靠，对研究水库下游局部河段冲刷，具有重要意义。     

论长江中游防洪的几个问题

江湖关系变化是长江中游新的洪水形势出现的基础，对长江中游(荆江及城陵矶至武汉河段)除径流引起洪水外，江湖关系变化，特别是江湖流量分配的改变，使某些河段和地区的洪水形势发生很大、而且系统的变化。论证期间采用的三峡入库泥沙数据已明显偏大，溪洛渡等水库建成后能缓解三峡水库淤积，来沙量减少能使三峡水库尽快正常运用。三峡水库的另一防洪效益与城陵矶补偿，在论证和初设阶段，三峡水库调洪只研究了枝城补偿，即主要是针对荆江的防洪，兼顾城陵矶补偿未作深入研究。三峡水库适当兼顾城陵矶补偿是需要的，偶尔短时间的蓄水对三峡水库淤积影响不大，从长江中游防洪看，松滋口和藕池口两口建闸是值得研究的问题。