正挑桩式丁坝壅水特性及其冲刷深度计算模式理论

作为一种新型河工建筑物,桩式丁坝对水流及河床的影响亟需可靠的定量研究。为此,在前人研究的基础上,结合室内试验,分析了正挑桩式丁坝区域水流特性及其冲坑特征。采用叠加水头损失的方法并以此建立能量方程式,得出桩式丁坝壅水高度的计算公式。在此基础上,通过进一步理论分析,结合试验验证,对桩式丁坝局部冲刷深度进行了探讨。首先建立了坝头水流叠加模式,进而得出了坝轴断面的流速分布式,并推导出了正挑桩式丁坝局部最大冲刷深度的理论计算公式。所建立的壅水高度和最大冲刷深度计算公式具有清晰的数学模式和明确的物理意义,并得到了室内试验的验证,可为工程设计提供技术依据。     

长江荆江段二元结构河岸土体力学性能及崩塌试验

通过连续3 a对荆江崩岸情况进行现场调查、室内土工试验和概化模型试验,分析荆江崩岸特点及规律、河岸上部黏性土的物理及力学性能以及二元结构河岸崩塌过程的特点和影响因素。结果表明：荆江段崩岸分布规律主要表现为下荆江多于上荆江,左岸多于右岸;二元结构河岸崩塌过程可概括为坡脚受冲刷变陡,岸顶裂缝形成发育,岸坡渐进侵蚀,河岸失稳导致崩塌,岸坡形态趋于稳定,进入下一次河岸崩塌循环;黏性土含水率对水位变化的响应速度快于对浸泡时长的响应速度;黏性土的起动切应力为0.531 N/m²,影响黏聚力值的临界含水率约为16%,受纵向水流及土体含水率的影响,岸坡在枯水期稳定性较高,在涨水期会产生局部崩岸,洪水期和退水期时坡脚冲刷和崩岸强烈。     

宜昌至杨家脑河段河床形态冲刷调整特点分析

针对三峡工程蓄水后宜昌至杨家脑河段河床形态的冲刷调整特点,基于实测资料,对该河段的冲刷分布及河床形态特点进行了分析,并讨论了二者之间的关系,最后采用分形维数对河段深泓纵剖面形态调整进行了量化分析。结果表明,其河床形态冲刷调整的最大特点是纵向的冲刷下切具有明显的不均衡性,即存在若干深泓较高、具有一定抗冲性的纵向节点,且多以分汊河段为主,通过对各分汊河段的比较发现,年内交替型分汊河段的深泓节点比非交替型分汊河段更为稳定,由于纵向节点的控制以及河段其他部位深泓的下切,使得该河段深泓纵剖面分形维数逐年加大,纵向形态变得更为复杂,使枯水糙率有所增加,对宜昌枯水位的下降起到了抑制作用。     

库区洲滩生境改造方案优选——以王甫洲水库为例

低水头梯级水库中流速较缓且水深较小而导致水草灾害发生是近些年水库管理中出现的新问题。为在发生伊乐藻灾害的王甫洲库区通过实施局部地形改造而塑造不利于伊乐藻生长的水文环境,并能对每一改造方案实施前后水动力强度的变化进行定量评价,同时综合考虑各改造方案在每一区域的水动力提升效果、对环境的影响和改造效益,选取各区域最优改造方案,提出了水动力提升率概念用以描述改造前后水动力强度的变化,并建立了基于熵权-TOPSIS的地形改造方案优选模型对各区域的每一方案进行评价优选,取得的主要结论如下：(1)在周期流量下,在区域A改造方案1水动力提升率仅为5.16%,远不及方案2和方案3的59.15%和63.62%;在区域B和区域C,方案1水动力强度出现减弱,方案2和方案3对区域B的水动力提升率分别为16.02%和20.19%,对区域C的水动力提升率分别为45.47%和51.99%,均较为接近。(2)熵权法得到3个区域各指标的权重均为改造效益>平均改造深度>水动力提升率。若综合考虑水动力提升率、对环境的影响和改造效益,TOPSIS模型计算的综合评价指数均为方案3>方案2>方案1,方案3均...     

三峡水库清淤及淤积泥沙综合利用可行性研究

库容保持是水库发挥防洪、发电、航运、水资源利用等功能及综合效益的重要保障。三峡水库库容是极其宝贵的战略资源,根据实测资料分析,阐明了三峡水库运行以来库区泥沙淤积特征,基于三峡库区不同库段泥沙淤积特点和淤积泥沙适宜的利用途径分析,提出了三峡库区分段分类淤积泥沙利用总体方案。建议尽快编制三峡水库清淤及淤积泥沙综合利用总体实施方案,推进库区清淤及排沙试点工作并逐步推广实施,深入研究淤积泥沙低成本材料利用技术,为保障三峡水库库容安全以及综合效益的可持续发挥提供支撑。     

三峡水库蓄水后下游近坝段水位流量关系

首先对三峡蓄水后近坝段内3个水文站实测水位流量资料进行了整理和分析,分析表明3站中枯水水位流量关系变化不同,蓄水后宜昌和枝城枯水水位流量关系变化基本不变,中水水位流量关系有所下降,而沙市枯水水位流量关系有所下降,中水水位流量关系基本不变.然后从河床冲淤、河道侵蚀基准点条件和河道阻力变化3个方面分析了3站水位流量关系变化产生差异的原因,并指出河道侵蚀基点条件是影响3站水位流量关系的主要因素,最后对近坝段水位流量关系的变化趋势进行了预测.     

透水丁坝工程设计参数的合理选择

自20世纪70年代各地河务部门开始逐步试用以来,到目前透水丁坝在全国大部分河道或航道治理中都有所应用,成为一种极具发展前景的河工建筑物。本文以钢筋混凝土透水桩坝为例,通过参考实际工程经验并结合室内模型试验,对目前新型透水丁坝工程规划时透水率的选择进行了初步研究,并对透水桩坝设计方法的进展作了系统的评述,针对透水桩坝的结构特点,对设计中的关键参数的选取作了一般性的推荐,可供应用透水丁坝进行河道或航道治理时参考。同时,对目前透水丁坝在整体设计中存在的一些亟需解决的问题进行了探讨。     

长江干流河道采砂规划实施情况评估——以《长江上游干流宜宾以下河道采砂规划(2015～2019年)》为例

河道采砂规划是规范和指导河道采砂的重要依据。为了在践行长江大保护基础上,实现长江干流河道砂石资源的科学合理利用,必须严格落实河道采砂规划的实施和监督管理。为此,采用资料收集分析、现场调查、座谈交流等方法,对《长江上游干流宜宾以下河道采砂规划(2015～2019年)》实施情况进行了分析评估。在此基础上,详细掌握了规划期内具体许可及实施情况,总结了采砂规划实施和监管过程中取得的成效以及存在的问题和困难;并在研判长江上游干流河道采砂的特点、需求以及总结采砂规划实施和监管过程中的实践经验等基础上,提出了相应的对策及建议。研究成果可为长江乃至全国江、河、湖、库采砂规划的编制、实施以及监督管理提供借鉴与参考。     

含水率变化对荆江河岸黏性土体力学特性的影响

河岸土体的物理及力学特性是影响崩岸过程的主要因素之一。为研究土体含水率对荆江河岸土体力学特性的影响,于2017年对荆江8个典型崩岸断面进行调查取样,采用实测资料分析、室内土工试验和理论分析相结合的方法,全面地分析了荆江河岸土体组成及力学特性;并结合2016年实测数据定量研究了含水率对荆江河岸黏性土体抗剪强度指标的影响,以及含水率变化对河岸稳定性的影响。结果表明:荆江河岸为上部黏性土、下部非黏性土的二元结构;随含水率的增大,黏聚力先增大后减小,而内摩擦角持续减小;通常黏粒含量越大,其黏聚力峰值越大;含水率与抗剪强度指标存在定量关系;河岸在枯水期稳定性较高,在涨水期较为稳定,在洪水期和退水期稳定性较差。研究结果可供河岸崩岸治理工程技术人员参考。     

长江源通天河段辫状河道形态特征与变化规律

长江源广泛发育辫状河道,共同组成一个庞大的辫状河群,在水流泥沙与河床地形数据缺乏的条件下,长江源辫状河道形态的时空变化尚缺少研究。基于Landsat遥感影像解译,研究长江源通天河局部辫状河段的平面形态特征与分汊强度的时空变化规律。结果表明:1987—2016年辫状河段的水域面积与河床面积之比在年内呈现单峰变化过程,即汛期4—9月份逐渐变大,非汛期10月—次年3月趋于变小至基本不变,而且近30 a有所增加,间接反映了长江源径流量增加的趋势。辫状河段的36个横断面的汊道数指数和汊道长度指数分别为4~10和5~12,在1994,2005,2015年其均值几乎维持不变,表明此辫状河段的整体形态具有自相似性且河型不变。