含侧向入流一维不平衡输沙方程解法的改进

针对含侧向入流河段的水流泥沙运动特点,在传统方法的基础上给出了一种新的不平衡输沙方程的计算模式,进而建立了一维恒定不平衡输沙数学模型,并用于白鹤滩水库冲淤计算.比较两种不平衡输沙计算模式的结果表明,支流入汇口上下断面形态差别较小时,两种处理方法得到的河床变形基本一致;支流入汇口上下断面形态变化较为剧烈的河段,改进后处理方法的计算结果较好,且符合物理规律,而传统方法计算结果明显违背定性分析结果.     

冲积河流河岸冲刷展宽的力学机理及模拟

描述了冲积河流河岸冲刷展宽的力学现象,分别针对非粘性土、粘性土及混合土二元结构3种不同类型的土质河岸,归纳分析了影响河岸冲刷展宽的3类主要因素的力学作用机理,即近岸水流冲刷力、河岸土体抗冲力以及河岸崩塌时的土体临界抗剪强度.另外,还简要分析了采用经验方法、极值假说方法模拟河岸冲刷时存在的诸多局限与不足,着重阐述了不同类型土质的河岸冲刷展宽的水动力学-土力学的模拟方法,并对该领域研究工作的方向及其应用作了进一步的展望.     

金沙江流域径流变化特征及成因

基于金沙江流域近 60?a 的降雨和径流资料,采用水量平衡法对天然径流量进行还原,利用 Mann-Kendall 法 及小波分析方法研究流域降雨量及天然径流量的变化趋势、周期及可能突变的年份,分析天然径流的变化原因, 构建天然径流量与降雨量及归一化植被指数的相关关系式。结果表明：金沙江流域降雨量和天然径流量总体呈 周期性变化,主周期均为 28?a,与此同时降雨量和径流量均呈增加趋势,降雨量每 10?a 相对增长幅度约 1.28%,天 然径流量每 10?a 相对增长幅度约 0.57%;造成两者相对变幅差异较大的原因源于流域植被覆盖面积的增加;考虑 降雨及植被的综合影响,建立的天然径流与两者共同作用下的方程相关系数为0.940,其关系式为R=0.017?7P 1.691/N ?0.923。 研究成果可为金沙江流域水电开发和综合治理提供决策参考。     

三峡水库蓄水前后洞庭湖区水环境演化过程研究进展

为揭示洞庭湖区水环境变化对三峡蓄水等因素的响应过程,总结各学者研究成果的基础上得出以下主要结论:三峡大坝建成运行后洞庭湖区主要污染物仍是总氮、总磷,湖区水质由贫-中营养过渡到轻度富营养,水质进一步恶化;三峡蓄水改变了原有湖区水文节律及底床冲淤状况,导致湖区水质指标变化;荆江河段与四水流域排污量增大,对湖区水质影响效应逐渐增强;湖区湿地出露时间提前,湿地生态系统受到一定程度破坏;目前各学者对水质评价指标各有不同、评价结果迥异,对水环境治理带来一定的影响。建立考虑三峡工程影响下合理的湖区水质预测预报机制已是当前亟需解决的重大科学问题,为预测湖区水质的变化趋势和水环境综合治理提供科学合理的理论依据。     

黄河上游宁蒙河段平滩流量变化过程研究

采用黄河上游宁蒙河段各水文站1965—2004年实测资料,分析了宁蒙河段平滩流量的变化过程,表明宁蒙河段平滩流量随时间呈现减小的趋势,特别是1986年龙羊峡水库运用后减小更为明显,已由20世纪60年代中期的3 600~5 800m3/s减小到2004年的1 100~3 600m3/s,尤以内蒙古河段的三湖河口站最为严重,从1986年的4 100m3/s左右减小到2004年的1 100m3/s左右,内蒙古河段平滩流量减小幅度要大于宁夏河段,主河槽出现明显萎缩。文中给出了宁蒙河段历年平滩流量与年和汛期来水量的响应关系,具有随年和汛期来水量增加而增大的规律。进一步分析表明,当年来水量为200亿m3或汛期来水量为80亿m3时,宁夏河段和内蒙古河段的平滩流量分别约为3 100,2 850m3/s;当年来水量为300亿m3或汛期来水量为170亿m3时,宁夏河段和内蒙古河段的平滩流量分别约为4 300,4 000m3/s。分析结果可为宁蒙河段河道进一步整治的研究提供基础。     

北引渠首扩建工程引水防沙的试验研究

通过实体模型试验研究分析了取水枢纽修建前后江道的河床演变趋势,优化比较了取水枢纽及泄洪闸的不同布置方式,运用理论分析和试验2个方法研究了泄洪闸闸下极限冲刷能力及其消能防护措施,同时验证了取水枢纽修建后引水渠道的引水能力并提出了相应的防沙措施。试验结果表明,取水枢纽泄洪闸的布置是合理的,对江道水流特性及床面冲淤变化的影响较小;设计引水闸的引水量可以达到149m3/s,能满足相应的设计要求。建议适当增加泄洪闸消力池和海漫的设计尺寸以满足实际需要;提出了采用泄洪闸拉沙可以降低鱼嘴附近的床面高程,从而有利于减少粗颗粒泥沙进入引水渠道的防沙措施。     

静水中粘性细颗粒泥沙絮凝临界粒径的确定及其影响因素分析

将胶体化学的DLVO理论引入到泥沙絮凝问题的研究中,从力学角度提出了一种分析确定泥沙絮凝临界粒径值的新方法,并力求从量级上对影响泥沙絮凝的各种因素进行了分析,与现有研究成果对比,表明本文提出的方法可以用于分析和确定静水中泥沙的絮凝临界粒径值,动水中絮凝临界粒径的确定方法有待更进一步的研究.     

数字长江流域高性能洪水预报系统框架

针对长江流域河流健康发展涉及的水资源配置、洪水致灾、灾害分析与评估、洪水预测预报等难题,结合长江流域自身特性,构建数字长江流域高性能洪水预报系统的总体框架,分析预报系统需要解决的关键科学技术问题,阐述预报系统的技术路线,介绍预报系统的结构、重要的数学模型以及运行流程.依据这一基本框架构筑的长江流域洪水预报系统,能够为制订适应长江防洪新形势的防洪战略、防洪规划及有效的防洪减灾对策提供科学依据和技术保障.     

二维对流方程的一种半隐计算格式

针对二维对流方程,基于有限体积法基本思想,引入了一种半隐式计算格式,并从数值格式的相容性、稳定性以及收敛性3个方面对其进行了理论分析,通过具体算例对该数值格式进行了分析检验,归纳总结出这种计算格式的特点及适用范围.     

无粘性土堤漫顶溃决溃口区域水力参数变化过程数模研究

结合物理模型试验建立平面二维水流数学模型,采用高分辨率有限体积格式计算漫顶溃堤洪水演进过程,并针对不同时段溃口形态建立三维几何模型进行水力参数变化规律数值模拟.研究结果发现,堤防溃决属溯源冲刷,与流速密切相关;溃决过程外江水位平稳下降,内江水位先上升后逐渐稳定,内外江水位差随溃口展宽逐渐减小;壁面剪切应力及动水压力较大区域集中在溃口内江侧与河底连接处,且随溃决过程逐渐减小.