都江堰内江河段河床冲淤规律研究

都江堰枢纽区的河床冲淤变化对工程的维护和分流分沙及都江堰灌区的引水和风栖窝的淘淤都具有重要的作用。内江河段进口段的冲淤幅度较大而中下段较小，河床冲淤频繁，淘淤的作用有限。河口河段与水文站河段的冲淤变化为负相关，反映出卵石缓慢运动的滞后影响。水文站河段与卧铁河段的冲淤变化为正相关，内江中下段的挟沙力与输沙量之间基本平衡。河段的冲刷量随综合作用力的增加而加大。1977年的洪水使河口断面的主槽从左变到右而产生滩槽交替，18-1断面为过渡段，以下的五个断面没有明显的冲淤变化，说明该河段的形态基本稳定。本文的研究结果为都江堰水利枢纽的长期安全运行提供了科学依据。     

都江堰枢纽分流规律研究

根据都江堰枢纽区67年的实测流量资料分析了都江堰鱼嘴和宝瓶口的分流规律。1949年以前的十多年间,春灌期内江分流不到五成,而在主汛期则接近六成,说明“分四六”的法则并不确切。1974年修建外江闸以后,春灌期内江分流接近75%,而汛期只有37.5%,鱼嘴分流比历史传说的“分四六”还要优越。宝瓶口的引水量受飞沙堰、人字堤维护及凤栖窝淘淤的影响,1992年建成工业引水挡水闸后10年没有淘淤,同样保证了宝瓶口的引水。外江闸和工业引水挡水闸的修建,极大地改善了都江堰的分流条件,对春灌引水和汛期防洪都提供了基本的保证。     

中小流量下黄河下游游荡段河床调整规律

小浪底水库运用后,进入黄河下游河道的水沙情势发生显著变化,大流量洪水频率大幅减小,中小流量洪水作用凸显。为揭示黄河下游游荡段中小流量下的演变特征,本文开展了500、1000、1500和2000 m3/s流量级下黑岗口—夹河滩段的动床物理模型试验。结果表明,垂向上,研究河段河床冲刷与淤积沿程相间分布,具有典型的游荡性河段的冲淤交替特征;横向上,中小流量下游荡段仍存在横向摆动的可能,且随着流量增大,主流弯曲系数由1.18减小至1.13,河道逐渐由蜿蜒向顺直发展;纵向上,各流量下深泓线调整趋势与冲淤量变化规律基本一致。此外,本文着重分析了河道工程与桥下河段河床的时空调整过程并运用随机模型进行了模拟。通过分析发现：时间上,河道工程附近河床垂向调整速率早期较快,之后随时间快速非线性减缓;空间上,桥下河段累积冲刷深度沿程非线性减小,空间衰减特性显著。应用表明,随机模型对典型局部河段的时空调整预测效果较好,相关系数R2可达0.74以上。本文探讨了中小流量下黄河下游典型游荡段长河段与局部的冲淤演变特征,可为未来黄河下游典型游荡性河段的河道整治与保护提供科学依据。     

床沙级配调整对黄河下游洪水演进的影响

小浪底水库运行以来,进入黄河下游的水沙条件出现了较大变化,受水库清水下泄影响,黄河下游床沙粒径出现了明显的粗化。为了探讨床沙级配粗化对黄河下游洪水演进的影响,本文首先建立了适用于黄河下游的一维水沙耦合数学模型,然后采用花园口至孙口河段2020年4—10月的实测洪水过程对模型进行了验证;其次根据河段床沙粗化特点,并以花园口床沙粗化过程为代表,设计了4组床沙级配作为模拟计算的初始床沙条件;最后采用验证后的模型进行了模拟计算,分析了床沙级配调整对洪水演进的影响。结果表明：床沙级配调整对黄河下游的流量、水位、含沙量、洪水演进时间以及河段冲淤量均有影响,但是对流量影响较小,而水位、含沙量、洪水演进时间与河段冲淤量对床沙级配的改变响应较为敏感。床沙中值粒径d₅₀由0.076 mm(级配1)增至0.242mm(级配4)时,夹河滩断面水位增高0.89 m,花园口至孙口河段冲淤量由冲刷0.679亿m³转变为淤积0.059亿m³,冲刷量减幅为109%。研究结果可为新水沙情势下黄河下游河道治理提供借鉴与参考。     

考虑海水入侵影响的漳卫新河河口生态基流研究

本文分别采用水文学法和生境模拟法对漳卫新河河口区域生态基流进行估算,并基于MIKE21 FM建立了该区域海水入侵模型,对辛集挡潮闸不同下泄流量时原始河道和清淤后河道的海水入侵进行模拟研究,以论证所估算生态基流的合理性。结果显示：大口河至cs21断面为潮流主导段,沿程平均盐度基本不受下泄流量影响;cs21断面至辛集闸为潮流-下泄流量共同作用段与下泄流量主导段。随着辛集闸下泄流量从4 m3/s增加至8 m3/s,下泄流量主导段向下游延伸5 km;下泄流量增大至12 m3/s时,各主导段范围不变,因此建议辛集闸下泄生态基流为8 m3/s。本文介绍了一种生态基流的估算方法,以期为河口区域生态基流的确定提供技术支撑。     

基于洞庭湖水沙模型的荆南三河冲淤变化研究

荆南三河起于荆江河段,水沙情势受上游来水来沙条件影响较大,荆南三河冲淤变化研究有助于认识洞庭湖地区防洪形势和江湖关系的演变。本文构建了洞庭湖水沙数值模型,计算了三峡工程运行后荆南三河各河段的冲淤变化,并结合实测冲淤数据探究了影响荆南三河冲淤的因素。计算结果表明,三峡工程运行后荆南三河河道发生普遍冲刷,冲刷趋势短期内不会变化,但冲刷强度逐渐下降。三峡工程运行后,荆南三河口门分流量、分流比和分沙比均无明显趋势性变化,分沙量大幅度减小,清水下泄改变了荆南三河冲淤状态。此外,采砂对荆南三河冲淤也有重要影响。     

不同量级洪水对黄河下游游荡段冲淤变化的影响

小浪底水库运用后,改变了进入黄河下游的水沙条件,引起了下游河道的再造床过程。以小浪底水库调控后的不同水沙过程为基础,研究这些不同水沙组合洪水在下游河道的演进过程及其对冲淤变化的影响,可为黄河下游“二级悬河”治理提供科学依据。文章首先介绍了模拟黄河下游游荡段实际断面形态下洪水演进的一维水沙耦合模型,并利用黄河下游1982年5—10月实测洪水资料对该模型进行了验证,计算所得流量过程、含沙量过程及沿程最高水位等均与实测值较为吻合;最后采用该模型计算了水沙总量相同条件下,不同量级洪水过程在下游游荡段的演进过程,分析了不同量级洪水对河床冲淤变化的影响。结果表明：不同水沙过程对下游游荡段冲淤变化有明显影响,洪峰流量为10000 m3/s及相应含沙量为60 kg/m3的水沙过程在下游游荡段淤积量最大,洪峰流量为4000 m3/s及相应含沙量为30 kg/m3的水沙过程在下游游荡段淤积量最小。从淤滩刷槽的综合效果看,洪峰流量为6000 m3/s及相应含沙量为40 kg/m3的洪水过程对于下游游荡段河床调整较为有利。     

采用变频控制降低闸门启闭机的启门速度

<正>泰州引江河高港枢纽是南水北调东线水源工程之一,工程设施包括泵站、节制闸、调度闸、送水闸、船闸和变电所等。泵站采用双层X形流道,上下游侧各设两个平面快速闸门,可实现抽引、抽排双向运用。同时,泵站下层流道可按设计流量160 m3/s自流引江。受长江潮汐影响,泵站下层流道过闸流量自动调节控制系统根据设定流量及上下游水位,不断自动调节闸门高度,控制引水流量。由于下道闸门运行速度过快,计算机采集到闸高信号发出停指令与     

三峡工程运行后洞庭湖松滋口建闸防洪影响分析

三峡工程运行后,长江荆江河段防洪标准达到100年一遇,为洞庭湖松滋口建闸提供了有利条件。本文通过运用长江和洞庭湖水沙数学模型,对再现1998、1935和1954年典型洪水时进行数值模拟计算,从建闸后长江中游防洪情势、与澧水错峰调度效果以及泥沙淤积趋势等方面分析了松滋口建闸防洪影响。结果表明,松滋口建闸对洞庭湖区防洪作用明显,对荆江河段防洪影响不大,对城汉河段防洪有积极作用,闸前河段泥沙淤积厚度略有增加,对其他河段冲淤变化影响不大。     

黄河龙门河段揭河底洪水探析

通过统计、分析、计算相关水文资料,得出黄河中游龙门河段发生大面积揭河底的条件为：吴龙区间发生高含沙洪水,龙门洪峰径流量在6亿m3以上,输沙量在2.6亿t以上;龙门流量大于5 000 m3/s且持续时间大于5 h,含沙量大于400 kg/m3且持续时间大于3 h;龙门断面平均河床高程达到380.0 m以上。黄河龙门“揭河底”洪水对河床具有强烈的冲刷作用,冲刷深度较大,对河道形态调整同样具有很大影响。     

拉萨河直孔水库上下游河床粒径与粗糙度变化

拉萨河上游直孔水库于2006年建成以来,水库拦沙与下泄清水冲刷使下游卵砾石河床逐渐粗化,其粗化程度、范围和平衡状况有待研究。2018年4月的野外考察和现场观测拉萨河直孔水库上下游辫状河道,选取5个观测点,测量河床表面卵石中值粒径,同时利用无人机30 m低空航测,经过图像处理生成实测区域的高分辨率河床洲滩地形,计算洲滩表面粒径和相对粗糙度的空间变化。结果表明,采用无人机航测方法可较高精度地提取河床表面的卵石粒径级配,中值粒径的平均误差为18.7%。由于水流冲刷和分选作用,直孔大坝下游1 km河段内河床粒径粗化已完成,坝下游10 km范围内沿程粒径减小,至坝下游22 km后河床粒径逐渐恢复正常。     

缓变弯道河道冲刷试验研究

有关弯道水流及其河道演变特性的研究一直为人们所关注。本文引入了在直线段和单一曲率圆弯道间插入曲率渐变的过渡段这一新的弯道型式,舒缓水流冲击力和离心力作用,以减轻水流对河床及堤身、堤脚的冲蚀破坏。作者首先对这一弯道和圆弯道的水流流速、副流强度进行了数值模拟的计算和比较;又通过变换床沙、流量及放水时间,进行了24组合的动床试验;最后,通过整理分析所有实验数据,对插有缓变曲线的弯道的减蚀作用进行了探讨。结果表明：插有缓变曲线的弯道可以减轻水流对两岸堤身和堤脚的冲蚀破坏;在弯道同一横断上的最大冲深与沙洲波高的比值最终稳定在0．58。     

长江三峡卵石推移质粒径沿程分布

伴随着卵石推移质输移量沿程递减,卵石推移质粒径随之减小。粒径减小的物理成因十分复杂,因此原型观测非常重要。测验工作量很大,因此本文提出了一种在取得上、下游两测点粒径资料后,计算区间任何断面粒径的计算方法。该方法采用了仙农熵（Ｓｈａｎｎｏｎｅｎｔｒｏｐｙ）的概念,以粒径的概率分布为基础,通过最大熵原理和变分法得出了粒径沿程变化的计算式。用该方法计算寸滩、万县、奉节的卵石推移质粒径,得到了满意的结果。     

系统仿真技术在河道非恒定流研究中的应用

应用混合编程及可视化技术,将一维非恒定流运动的数学模型与系统仿真技术相结合,开发系统仿真计算平台,并将其应用到观音岩水电站下游河道非恒定流的仿真计算研究中,得到了在不同日发电流量条件下各取水口处的水位、流量变化过程。仿真计算结果表明,观音岩水电站下游河道现状地形条件下,水流下泄基流为439m3/s时,河道下游各取水口都能取到水,但每小时的水位最大变幅值均较大,部分取水口的取水将受到影响。工程实例应用表明,建成的仿真平台基本功能齐全,操作简易,运行快捷,适用于河道非恒定流数值计算研究。     

都江堰河床质级配和推移质输沙率研究

以都江堰河段实测的河床质级配和卵石推移质资料为基础,经过分析计算得出：河床质代表粒径沿程的衰减符合倒数函数规律,卵石之间的碰撞破碎和磨损是该河段卵石沿程细化的重要因素。爱因斯坦推移质公式的计算结果与实测值基本一致,梅叶彼得公式计算的结果则明显偏小。在河流的涨水过程中,水流坡降变陡,挟沙能力增加,推移质输沙率加大。     

黄河下游河道洪水冲淤与水沙搭配关系

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况；利用1960～1999年422场洪水资料分析了影响洪水冲淤的各种水沙因素，建立了黄河下游4个河段洪水排沙比与综合水沙系数的关系，该水沙系数包括流量、含沙量、洪峰流量变幅、洪水沿程衰减系数、洪水历时等5个因素；利用4个河段的冲淤临界条件勾画出了4个河段洪水冲淤调整与来水来沙搭配(或组合)之间的关系；该关系可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

三峡工程明渠截流龙口护底模型试验与原型对比

通过定床或动床试验对拦石坎的范围、位置、结构,材料及度汛防冲和对通航的影响等进行了试验比较,最后确定了上下游龙口段分别设置钢架石笼及合金钢网石兜拦石坎方案.拦石坎的设置显著提高了抛投块体的稳定性,大大减少了合龙抛投材料的流失量,其极限抗冲流速超过9m/s,并且满足了设计要求的长航、地航船队的通航水流条件.模型试验各项水力指标与原型是一致的,通过原模型对比进一步表明拦石坎的设置是保证三期截流成功的一项重要措施.     

城市重污染河流水质特征分析——以皂河为例

皂河是西安市的重点排污和泄洪河流,除了点源污染外,还在一定程度上受到非点源污染的影响。因此,有必要对其水质特征进行研究。2010年4月至2011年11月,对西安市皂河进行了多次水质水量监测,分析了城市重污染河流的污染特征,计算了皂河下游控制断面草滩监测站的非点源污染负荷及构成。结果表明：①皂河污染物SS、COD、TP、NH3-N、NO3-N和TN浓度均超出地表水Ⅴ类标准;②草滩断面洪水期间各指标的平均浓度基本都小于平时的平均浓度;③上游至下游：COD浓度呈逐渐增加的趋势,TP、NH3-N和TN浓度呈现先增加后减小的趋势,NO3-N浓度变化不大,重金属污染物中Cr含量最高,平均浓度从上游到下游呈逐渐增加的趋势;④洪水过程中,非点源污染负荷均小于点源,SS、COD、TP、NH3-N、NO3-N和TN的非点源污染负荷比重依次为：14%,2.0%,5.1%,6.0%,7.4%和4.2%;⑤目前西安市皂河污染治理的重点仍然是点源污染,但非点源污染对水质的影响不容忽视。