黄河上游河道水力几何形态关系分析

根据黄河上游干流10个水文断面的多年实测资料,分析了黄河上游不同断面及不同河段的水面宽、水深、流速与流量之间的关系,并探讨了水力几何形态关系中各相关参数的沿程变化特征。结果表明：在整个上游河段,水面宽随流量的变化速率较小,其中上游上段的水力几何形态主要通过流量对水深和流速的共同影响来实现,上游下段则主要通过流量对流速的影响来实现;黄河上游水力几何形态关系与黄河下游及国内外其他河流相比,有相似也有差异,这与该河段的地貌及河道边界条件有关,也与人类活动的影响有关。     

河道改造对弯曲河段的水力影响模拟研究

以浏阳河朝正垸急弯河段为例 ,采用MIKE21水动力平面二维水流 -泥沙模型先进行率定 ,综合考虑长沙枢纽运行后湘江水位抬升对浏阳河下游的顶托与浏阳河不同频率洪水的叠加作用 ,采用该模型对上游直线段、弯段、下游直线段的水文变化、流速变化及冲淤情势进行多工况模拟.结果表明 :对于弯曲河道尽管改造拓宽弯曲段 ,在凸岸水流流速增大 ,可能存在冲刷 ,凹岸局部会产生淤积 ,在近邻弯曲下游段凹岸局部还会产生水位壅高.结果可指导本河段防洪规划设计 ,对类似工程也具有借鉴意义.     

引水式水电站减水河段的水温、流速及水深变化对鱼类产卵的影响分析

引水式水电站的修建使下游产生减水河段,往往对鱼类生态产生影响,特别是对其敏感的产卵期生境造成影响。选取锦屏二级水电站坝址下游的一段减水河段作为分析河段,对流速、水深进行一维水力学模拟并结合水温进行鱼类产卵生境变化分析。结果显示,受工程影响的水温变化对本河段鱼类产卵影响较小。虽然处于生态流量的部分河道流速变为缓流,但仍然有约60%的河道长度为适合本河段鱼类产卵的急流生境。在生态流量下,浅滩所占比例增大,有利于新的鱼类产卵场的形成。     

强潮作用下钱塘江河口盐水入侵机制

基于钱塘江河口段上、中、下游3个站点连续5天高频次的流速、潮位、水深、含氯度等实测资料,采用通量机制分解法计算每个潮周期的含氯度输运通量,分析了含氯度输运通量与潮差的相关性、水盐输运分离现象、强潮作用下盐水入侵的动力机制及其对抗咸的启示。结果表明:河口段下游的含氯度输运主要受斯托克斯效应控制,而上游则受平流输运和潮泵输运共同主导,垂直切变作用对含氯度输运的影响非常有限;在河口段的上游存在水体向下游输运,而含氯度向上游输运的现象,该现象会加剧上游河段的盐水上溯;向陆的含氯度输运通量与潮差存在较强的正相关关系,可将潮差作为盐水入侵程度及抗咸调度的重要指标。     

桥梁建设配套拓河工程对水流影响的数值模拟分析

采用二维水动力数值模型计算分析了斜跨河道桥梁和拓河工程建设对河道水位、流速、流向的影响。结果表明,桥梁建设配套拓河方案,可有效减缓因桥梁建设的上游壅水影响,桥位上游基本表现为跌水,对桥位上游河道的泄洪是有利的,桥址处因布墩及拓河带来的局部河势变化存在一定水位变幅,河道拓宽范围内下游段水位壅高,但河槽流速减小,拓河段以外下游河道水位无变化;对流速流向的影响仅局限于桥梁附近水域,对河道整体河势影响不大。     

湘江下游河床下切对水动力条件影响的数值模拟

在研究分析相关水文数据的基础上,拟定多个不同的水动力条件情景,通过一维水动力数学模型模拟分析了湘江下游河床下切对湘江下游水动力条件的影响,探讨湘江下游河床下切引起模拟河段沿程水位、流速的变化,结果表明,湘江下游河床下切会引起模拟河段沿程水位不同程度的降低,其幅度从下游向上游逐渐增大;距离下游水位边界越远,河床下切引起的水位下降的幅度越大;下游水位越低,河床下切引起沿程水位降低的幅度越大;伴随着水位下降,河床下切使得模拟河段沿程断面的平均流速普遍减小。     

堆积体作用下陡坡河道流速沿程及横向分布规律

滑坡、泥石流等灾害过程,常在河流岸边形成大型堆积体,缩窄了主河道过流宽度,对主河道水流运动产生影响.通过水槽试验,研究了堆积体作用下陡坡急流河道流速沿程及横向分布规律.试验结果表明:受堆积体影响,水流流态一般可分为上游低速区、主流区、下游回流区及堆积体下游段折冲水流与隐蔽区缓流相遇而形成的斜向水跃.堆积体的壅水作用对主流区流速沿程分布影响较大,随堆积体尺度的增加,对主流流速影响增大,影响范围加大.堆积体上游段,主流流速受堆积体影响减小;急流条件下,堆积体段的过流断面束窄,过流能力降低,主流流速较天然状态有所降低,出现急、缓流过渡,堆积体末端逐步恢复至天然状态.堆积体下游临近断面流速大小与天然状态基本一致,沿横断面的流速比天然状态略有增大,对岸流速则略有降低,随堆积体规模的增加,流速横向变化幅度增大.     

杭州市新取水口水质论证

杭州市为抵御咸潮,满足日益增长的用水需求,计划将自来水取水口由珊瑚沙上移至里山位置。在规划期里山取水口的水质能否达到饮用水水质标准是公众关心的问题。在分析里山河段现状水质的基础上,借助 Mike21 软件,进行了钱塘江多站位水文及水质的验证,计算了规划期里山取水口附近的水质情况,并通过改变上游径流量、上游来水水质、下游潮汐条件、污染负荷控制情况对里山取水口的水质影响作敏感性分析,从而论证在里山位置设置取水口的合理性。通过计算分析表明,在规划期的排污条件下,上游枯水流量遭遇下游小潮时,里山河段的水质指标 COD_Mn接近二类水体临界值,为确保饮用水的质量,需削减城镇污染负荷的排放。上游径流量、上游来水水质、下游潮汐条件、污染负荷的改变对里山取水口水质的影响敏感。     

堆积体对河道流速分布的影响研究

通过水槽实验研究,分析了河流的水流流速分布受堆积体影响的特性,其结果表明:(1)受堆 积体影响,水流流态一般可分为4个区段,即水流的主流区、堆积体上游滞流区、堆积体下游回流区及 堆积体下游主流区和回流区之间的过渡区。(2)堆积体体型对主流流速沿程变化影响很大,一般阻水率 越大,其对主流流速影响幅度越大,影响范围也越大。堆积体上游段,主流流速受堆积体影响流速减 小;堆积球权段,主流流速显著加大,堆积体末端附近,流速达到最大;堆积体下游段,水流逐渐扩散, 主流流速逐渐减小,但主流流速仍较无堆积体情况明显加大。(3)水流主流流速变化与流量之间无确定 相关关系,堆积体对主流流速沿程影响特性完全与堆积体阻水率的变化特性相一致。(4)引入堆积体阻 水率概念,堆积体的阻水率对水流结构的影响起决定性作用,阻水率越大,其对水流结构影响越大。     

陆溪口汊道演变对界牌河段河势变化的响应分析

进口节点的挑流作用在鹅头型汊道形成及演变进程中起着重要作用。以长江中下游陆溪口鹅头型分汊河道为例,通过总结其各个演变周期间的异同,分析了进口赤壁山节点在上游界牌河段不同河势条件下对陆溪口汊道演变的影响。结果表明:上游河势变化通过改变节点挑流作用强弱,影响汊道进口水流动力条件,从而最终影响到汊道演变周期进程。     

河道束窄段对上游洪水过程特性的影响

为了研究束窄河段对洪水演进过程特征的影响,采用二维全水动力模型GAST模拟了束窄段河道洪水过程,通过理想河道和灞河上游实际河道分析了河道束窄程度与洪水特性间的定量关系。结果表明：束窄断面形状对洪水过程特征中水深、流速影响的大小依次为V形>U形>梯形>矩形。断面形状相同时,束窄程度越大对水深和流速影响越大。河道束窄段上游水位壅高,下游水位相对降低但流速更大。扩宽河道束窄段可以降低上游水位及上下游流速差。在“8·19”洪水下,灞河束窄河段束窄程度降低时(原河道束窄程度为64.4%,河道疏浚后束窄程度分别为55.6%、46.7%、37.8%),上游最大水深分别减小0.669、0.985和1.066 m,上下游流速差分别减小0.702、1.592、2.550 m/s。洪量越大则河道水位越高、流速越大,束窄程度变化对水位和流速变化的影响也越大。将“8·19”洪水进行缩放入流情况下,原始河道最大水深分别为2.177、2.778、3.618 m,束窄程度为37.8%时最大水深减小至1.866、2.367、3.175 m。通过分析不同束窄程度的束窄段河道洪水过程特性,可为束窄段河道防...     

武汉河段二七路长江大桥河工模型试验研究

武汉市二七路长江大桥拟建于武汉长江二桥下游约3.3 km处.通过河工模型试验,重点研究了大桥建设前后桥址上游河段壅水、上下游河段水流流速与流向、桥址处单宽流量、下游天兴洲汊道分流比等变化,认为三塔斜拉桥和单主孔拱桥两种方案对工程河段河势及防洪没有大的影响,提出了加大左半江桥墩跨度,加强桥墩附近及右岸近岸流速影响较大的岸线防护等建议.该成果可为桥型比选及工程设计提供参考依据.     

基于FVM方法的弯道斜交桥洪水影响研究及河势分析

基于有限体积法(FVM),结合二维非结构网格,以某跨河湾斜交桥为例,建立桥位上下游水动力数学模型。模拟分析了不同频率洪水下桥梁建设对上下游水位、流速及河势的影响。研究表明,由于桥墩的阻水作用,桥上游水位壅高,桥墩间流速增加,桥墩迎水面和背水面流速减小。由于拟建斜交桥桥墩和天然河道呈一定夹角,导致下游水位左岸壅高右岸下降,左岸流速和挟沙力较工程前有所增加,右岸减少,影响范围集中在桥位附近河段。桥位所在河段弯曲,桥梁建设对桥位下游河段凸岸(左岸)防淤和凹岸(右岸)防冲,能起到一定积极作用,研究成果可为弯道斜交桥的设计提供参考。     

黄河大柳树河段水情实测结果分析

对黄河大柳树河段19个典型代表断面的流速、水深分布等情况进行了分析。结果表明:1大柳树河段各断面水位从上游至下游呈下降趋势,相对窄深的断面水流相对湍急,相对宽浅的断面水流相对平稳,天然弯道河段的河床变化符合凹岸冲刷、凸岸淤积的水沙基本运移规律;2大柳树河段河面相对狭小,水流相对湍急,部分河段的平均流速可达2m/s;3大柳树河段弯道上的流速分布符合自由涡和强迫涡定律,断面流速与水深基本保持正相关关系,且弯道入口处靠近凸岸的水深相对较深,流速也较大,当弯道中心角较大时平均流速的最大值逐渐由凸岸向凹岸转移。     

黄河下游河道整治工程直河段长度公式的确定

运用弯道环流理论,将环流强度衰减到0.1%作为判断上游弯道工程送溜作用消失的标准,根据环流表面流速沿程衰减公式计算出上下游相邻对应弯道工程之间的直河段长度。结果表明:黄河下游整治流量下弯道工程下游的直河段长度相当于整治河宽的1.2倍,明显小于目前许多河段治导线的直河段长度,只有通过工程措施改变上述状况,才能有效控制河势。     

岷江上游典型河段水电梯级开发水环境累积影响

岷江上游水能资源丰富,近几十年水电开发程度较大,选取两河口—都江堰段为典型河段,针对该河段10级水电开发的情况,运用幕景分析法进行水环境累积影响评价。研究表明:岷江上游干流两河口—都江堰典型河段水电梯级开发对水环境已经产生了一定的累积影响;在径流量的变化上表现为水量逐年下降,且趋势明显;水量年内分配经水电梯级调节明显发生改变;水质累积影响变化不大,但随着水电规划梯级的建成,有明显恶化的趋势;水温上累积影响较大,可能会对下游鱼类生长、繁殖,浮游植物、动物的生长及分布等产生一定的影响,但对农业灌溉不会产生较大不利影响。     

大樟溪入汇对乌龙江洪水水动力影响研究

为研究大樟溪入汇对乌龙江洪水水动力的影响,采用二维数学模型计算分析了不同洪水工况下乌龙江河道流量、水位及流速分布特征。结果表明:50 a、100 a、200 a一遇工况下,乌龙江流量分别减少125 m~3/s、167 m~3/s、190 m~3/s,相应分流比减少0.38%、0.47%、0.50%;乌龙江进口至峡兜河段洪水位壅高幅度分别为0.10～0.28 m、0.10～0.35 m、0.10～0.42 m,大樟溪入汇对入汇口上游乌龙江河道水位的影响更大;入汇口上游河段流速减小幅度基本在0.10 m/s以下,其中由支干流水流相冲引发的水体滞留区流速最大分别减小0.26 m/s、0.26 m/s、0.31 m/s,入汇口下游左侧主河槽部分流速增幅基本在0.10 m/s以上、右侧支汊除上段流速增幅达0.10 m/s以上以外其余区域流速增幅均小于0.10 m/s,入汇口下游近右岸侧回流区流速最大分别减小0.20 m/s、0.20 m/s、0.20 m/s,大樟溪入汇对入汇口下游乌龙江河道流速的影响更大。     

龙口公路桥对防洪、发电及防凌的影响评价

对修建龙口公路桥前后不同频率洪水以及正常发电流量进行河段水面线计算，得到桥梁上游的壅水程度，以此分析桥梁对防洪和发电的影响；根据黄河上游已建工程下游的冰凌情况以及万家寨水库建成后本河段冰情的变化，分析桥梁对本河段冰盖的形成和流凌下泄产生的影响。     

木兰溪下游洪潮关系分析

本文在分析木兰溪下游洪湖关系中，根据濑溪水文站发生大洪水洪峰流量的日期，统计以其为中心日的三天内东甲潮位站的最高潮位，以此论证木兰溪下游洪潮遭遇机会，并提出，由于洪潮有不同的组合，说明洪潮交界并不都是在一个断面上，而是在这个交界的河段内，在交界的河段下游，潮水起控制作用，在交界的河段上游，洪水起控制作用，在交界的河段内，洪水与潮水交替控制，此起彼落，互相影响。文中对感潮河段设计水面线的确定和海堤、江堤的衔接也进行讨论。     

不同来流量条件下藕池河东支水动力调整

自1950 年以来,随着下荆江裁弯、葛洲坝截流和三峡水库等水利工程的相继建设,荆江河段藕池口分流比逐年减少,而且近期出现长时段的断流问题。为认识汛期流量变化对水动力沿程调整的影响,基于实测地形数据和水文资料建立二维水动力数学模型,可为藕池河段河道整治、疏浚和水系连通工程实践提供参考。结果表明:中、低来流量条件下河道最大流速出现在梅田湖河段;中、高来流量下由于藕池河中支分流能力增加,黄金闸下游水流流速明显减少,最小流速集中在黄金闸—殷家洲河段。受逆坡作用影响下殷家洲河段水流动力轴线自上游开始逐渐偏向右岸,最大流速出现在梅田湖进口靠近河道左岸的口门处,右汊分流比受流量级和过流断面面积控制。