山区河道演变及治理

山区河道演变及治理河道演变是指河道在自然情况下或受人工干扰时发生的变化。这种变化是水流与河床相互作用的结果。在山区，由于山区地形复杂，岩石风化严重，河流含沙量较大，因此，山区河道演变的根本原因是河道内输沙量不平衡。如上游来沙量与本河段的输沙能力不相适...     

挟沙水流的冲刷率及河床惯性的研究

在清水水流河床冲刷率的实验研究基础上，本文进一步研究了挟涉水流来沙率对冲刷率的影响。结果说明挟抄水流的冲刷率随来沙率与水流输沙力欠饱和度之比以负指数律降低。当来水挟抄率与水流饱和输抄率相等时，冲刷率降刊0。河床惯性是河床在非恒定流中一种重要的动力学性质。利用河床惯性与冲刷率的关系测量了各种沙样的河床惯性值。发现河床惯性随床沙颗粒分选系数增大而增大，分选系数很大时趋近于极限值50t／Tn0。利用河床惯性和河床变形方程得出了冲刷过程中水流输沙率沿程和随时间的变化规律，结果说明水流输沙率欠饱和度向下游以负指数律下降，这与冲刷率随实际水流挟沙率与欠饱和度之比以指数率下降的规律有耜同意义。河床惯性愈大，实际水流输沙率增长得愈慢。河床惯性与于容重及摩阻流速之比构成的无困次数A。代表河床变形和水流实际挟沙量对水流挟沙力变化的响应程度。     

西江下游磨刀门水道洪水位变化趋势及其原因分析

河流为了输水输沙必须建立一定的剖面。对于平衡的河流,这种剖面是在特定的水沙条件下长期自动调整的产物。一旦水沙不相适应,整段河床都将发生变形。一般是当上游来沙量大于河段挟沙力时,河床淤积抬升;反之,河床则被冲深。     

黄河下游山东段泥沙输移沿程演变规律分析

本文基于一维不平衡输沙理论,对来水来沙变化情势下的黄河下游艾山-利津河段泥沙输移的沿程演变情况进行概化分析计算。结果表明,在艾山站相同年均来沙率的情况下,随着流量的减小,河道输沙能力随之明显减小,利津站年均输沙率明显减小。20世纪80年代中期至2002年期间,艾山站年均来沙率一般大于河道输沙能力,河槽出现淤积;2002年以后,受水库拦沙及调水调沙影响,河道来沙率多小于河道输沙能力,河道出现冲刷。而且,由于单宽流量较小,河道泥沙沿程速率变化较快,导致泥沙冲刷或淤积所占来沙量的比例较大。     

多沙河流横断面调整及其对排洪和输沙能力的影响

多沙河流输沙能力的变化，突出地表现为河槽横断面的调整。黄河下游高含沙洪水过后，使游荡型河段河槽宽深比大幅度减少，从而提高了同流量的输沙能力，但因此使排洪能力大幅度下降。频繁出现的高含沙洪水异常高水位证明，断面缩窄比前期河床淤高对洪水位的影响更大。为了解决排洪与输沙的矛盾，建议排江与输沙分道，即尽可能地将高含沙水流徙用干流水库拦蓄，再用明渠向两岸高浓度输沙放淤，而河道只输送低含沙水流入海。     

以水流挟沙力和河床演变规律研究调水调沙的主要水沙指标

冲积性河流的河床在输水输沙过程中,调节流量及含沙量和泥沙组成(调水调沙)可以调节河床水力几何形态和水流挟沙力,追求水沙输运和河床演变的相对平衡。在分析水流挟沙力和河槽水力形态规律的基础上,研究调水调沙的流量、含沙量等主要水沙指标,可以解决河道输沙减淤和河槽相对稳定问题。     

河道演变及整治浅析

尚志市蚂蚁河是松花江右岸一级支流，源于张广才岭西麓，流经尚志、延寿、方正３县（市），全长３４１ ｋｍ，流域面积 １０ ７２７ ｋｍ２，在尚志市境内长度 １５２．９ ｋｍ，流域面积 ３７６４ ｋｍ２。 蚂蚁河是山岳性壮年期河流，具有河道比降大的特点，上游在五百分之一左右，中游在七百分之一左右，中水以上时流速较大，水流具有较强的冲刷力，因而河床演变比较大。一场洪水过后，洪水就会吞食两岸大量土地，并威胁到沿河村镇人民生命财产安全。因此，研究和认识河道演变的规律，科学有效地治理河道，对保障河两岸的耕地和村镇安全，有着十分重要的意义。 一、蚂蚁河河道演变的特点 河道演变系指河流在自然条件下，受两岸的土质、植被影响，或在受人工建筑物的影响时，所发生的变化，是水流与河床相互作用的结果。河床影响水流形态，水流促使河床变化，两者互相依存、相互制约，处于经常性的运动和发展之中。分析研究证明，河道发生变形的根本原因是由于输沙不平衡。在蚂蚁河的任何一个河段，或任何一个局部地区内，水流受坡降、河床宽窄、河岸地质条件。植被等因素影响，都具有不同的流速，因而也就具有冲刷河床和携沙能力，从而就会使河道发生变化。河道演变，就其演变形式而言，可...     

黄河下游高含沙水流基本特性与输沙能力

采用理论研究和实测资料分析方法对黄河下游高含沙水流的基本特性进行了系统分析,得出黄河下游高含沙水流多属于两相非均质流,与一般含沙水流具有相同的运动规律的结论。采用达西阻力公式形式,给出了适用于黄河下游高含沙水流的悬移运动阻力坡降及推移运动阻力坡降计算方法。黄河下游高含沙水流经常处于不平衡输沙状态,这种不平衡输沙条件下的河段排沙比大小不能反映平衡输沙条件下的河段输沙能力。因此,探讨了河段纵坡J、横断面参数M及泥沙粗细组成对输沙能力的影响,给出了以河道形态参数表达的河道输沙能力关系。分别以花园口河段和艾山河段为代表分析了黄河下游上、下河段输沙能力大小的沿程变化,发现相同流量下,上段河道输沙能力为下段河道的1.3~1.4倍。本文成果对研究黄河下游高含沙洪水处理对策及水库调水调沙运用的效果具有一定理论意义和实际价值。     

黄河下游来水来沙对河槽形态与河型的塑造作用

来水来沙对河槽形态与河型塑造是冲积河流河床演变研究的重要内容。利用黄河下游泥沙特性可将水流挟沙力转换成下游河道输沙平衡关系,进而推出河槽形态及河型与来水来沙的定量关系。结果表明是高含沙洪水塑造了下游上段纵坡较陡、断面宽浅、主流不稳定的游荡性河道。在当前水沙条件下,比降调整受河口限制,高含沙水流未能通过调大比降使淤积达到平衡,导致河床纵剖面平行抬高,是悬河发展的重要原因。     

黄河下游引黄灌区输沙渠道优化设计

黄河下游两岸有万亩以上灌区近100处,引黄灌溉给农业生产带来巨大效益,但渠道泥沙淤积十分严重,主要原因一是没有可靠的公式来核算渠道的输沙能力,二是没有根据水力优化断面参数来确定渠道断面尺寸,往往使渠道设计断面面积偏大,流速偏低。通过黄河下游泥沙组成得到黄河下游输沙平衡关系,并利用渠道断面参数优化原理,可使渠道输沙能力成倍增加。输沙渠道优化设计不仅为引黄灌区改造和输沙入田提供理论依据,还可为黄河下游高含沙水流远距离输沙提供新的技术支持。     

水库与河道采砂共同作用下的河道演变分析

水库与河道采砂共同作用下的河道有其独特的演变进程。以闽江下游河道为例,对水库及河道采砂作用下的河道演变情况进行初步分析,探讨了两者联动作用下的河道演变特征。结果表明:在水库清水下泄及河道采砂共同作用下,闽江下游河床的演变主要表现为河床纵横向的大幅度下切,河道断面面积显著扩大,河床泥沙损失量极大。在采砂得到禁止的北港,河床则较为稳定,冲淤幅度小。水库与河道采砂引发的河床演变均是使河床形态朝着与水沙条件相适应的平衡状态发展,两者作用下的河道演变呈现出3个特征:河道冲刷加剧,河床下切幅度明显;河床演变规律复杂,演变趋势难以准确预测;演变带来的不利影响非常严重。     

床沙质与冲泻质的划分

为了研究大藤峡水库冲淤规律及泥沙冲淤对水库库容、水位、航道影响等问题， 对冲泻质与床沙质的划分，首先回顾了既往的床沙质冲泻质划分研究成果，采用钱宁法、自动悬浮理论等方法推求了红水河、郁江上几个测站床沙质冲泻质划分粒径， 进而推求了悬移质泥沙挟沙力公式。     

扰动对明渠湍流结构及床面稳定性影响的实验研究

本文通过在水槽实验中采集的流速过程数据,定量地研究了沙纹阶段明渠水流在不同形式扰动作用下的湍流结构,以及湍流结构对泥沙运动和床面演化的影响。实验发现,扰动附近水流紊动大大增强,扰动促使局部泥沙在断面平均流速低于平床起动流速的情况下起动,并促使床面失稳形成沙纹。另外,不同的扰动形式、位置及尺度对泥沙运动以及床面稳定性的影响各不相同,实验中进行了深入的比较和分析。     

长江口澄通河段床沙粒度特征分析

为了进一步研究长江口水土资源和岸线开发利用工作对该段河床演变和水动力变化的影响,根据2012年及2013年枯水期长江口澄通河段两次大范围床沙取样监测成果,分析了各主支汊床沙的物质组成,粒度分布及丰枯水年粒度特征。结果表明：澄通河段主槽砂粒粗,浅滩砂粒细;主汊砂粒粗,支汊砂粒细;总体上,从上游向下游床沙粒度逐渐变细;主槽及主汊区域床沙类型主要为细砂及粉砂质砂,支汊及浅滩区域床沙类型主要为砂质粉砂及黏土质粉砂;2012年,全河段床沙的粒度组成表现为,砂含量大于粉砂含量,粉砂含量大于黏土含量。     

日本大井河河床变动的数值模拟

利用一维的泥沙数值模型研究了位于日本中部的大井河河床变动情况.在传输模块中考虑了床沙的非均质特性.1981至1996年实测的流量和泥沙数据被用于确定模型参数.为了控制下游河道的淤积,针对不同的挖沙范围和大坝的有无对大井河泥沙传输进行了30年的预测.根据计算结果提出了下游河道和河口的整治方案.     

赣江中下游河道床沙分析

本文通过赣江中下游河道普遍的床沙取样和实地调查,对河床组成、地貌形态及其与泥沙运动的关系进行了分析,指出了推移质运动在赣江江心洲分汊河道形成中的重要性,对研究分汊河道成因有一定的参考作用。     

闽江下游天然河床的未来演进趋势

在探明闽江下游天然河道河沙储量的基础上,分别从水动力作用和人为挖沙两个方面预测闽江下游河床演变的趋势,提出了基于水动力作用引发河床演变的“三类分区”假说和基于人为挖沙引发河床演变的“四区分类”假说,并分别给出了水动力和人为挖沙对河道关键断面水位变化规律的影响。研究结果表明：人为挖沙对闽江下游河道演变的影响大于水动力作用对天然河道的影响。闽江下游河床演变研究工作对其堤防安全、闽江口湿地保护、城市饮用水安全、跨江桥梁及沿江公路安全、航运和沿江城市污染物排放控制均具有重要意义。     

Predicting bed load transport of sand and gravel on Goodwin Creek

Bed load transport rates are difficult to predict in channels with bed material composed of sand and gravel mixtures. The transport of bed load was measured on Goodwin Creek, and in a laboratory flume channel with a similar bed material size distribution. The range of bed load transport rates measured in the laboratory channel were similar to those measured in the channel of Goodwin Creek; however, the shear stresses calculated on Goodwin Creek were three times greater than in the laboratory channel for similar bed load transport rates. Much of this difference in shear stress was removed by applying the drag partitioning technique of Einstein, although significant differences between the two sets of data remain. Predictions of bed load transport rates using three previously published transport relations were good for most flows for the laboratory data. For the Goodwin Creek bed load data, predicted transport rates were close to measured ones for low flows but diverged by an order of magnitude or more for high shear stresses. Improved methods of shear stress partitioning are needed to improve the performance of bed load transport relations on streams of this type.     

上荆江典型断面河床纵横向变形过程的概化模拟

针对当前三峡工程运用后坝下游河床的调整特点,将床面冲淤与河岸崩退的计算模块相结合,构建了基于断面尺度的河床纵向及横向变形的概化数学模型。以上荆江荆34断面为研究对象,采用概化模型计算了该断面2006年和2008年水文年的河床纵向与横向变形过程,计算的河床纵向冲刷量、河岸崩退总宽度及崩塌后岸坡形态等结果与实测结果吻合较好。此外还分析了考虑与不考虑床面冲淤2种情况下2006年荆34断面形态调整的计算结果,该断面河床冲刷主要集中在枯水河槽,床面冲刷下切导致河岸高度增大,最大增幅约1.9 m,且考虑河床冲淤后计算的河岸崩退总宽度比不考虑时的计算值偏大20%。表明了近岸床面冲刷下切导致滩槽高差增大,将会加剧崩岸的发生。     

环境改善后江河卵石推移质不平衡输沙量的时空分布

本文引入卵石推移质输沙量[q,t]生灭模型,在存在多级支流的情况下,当工程环境改善后,建立了卵石推移 质不平衡输沙量的时空分布模型,该模型应用于长江三峡的卵石推移质输沙量的计算中,获得的结果基本令人满意。