黄河山东段水沙特性及冲淤分析

系统分析了1951—2008年黄河山东段河道冲淤变化情况,结果表明:①黄河山东段河道经历了淤积—冲刷—淤积—冲刷—淤积—冲刷的变化过程,总体表现为淤积量大、冲刷量小,河床仍不断抬高,纵向淤积分布呈两头大、中间小的特点;②高村—利津段主槽共淤积泥沙12.54亿m3,年均淤积0.22亿m3,河床共抬高3.58 m;③小浪底水库投入运用以来,黄河山东段经历了先淤后冲的变化过程,河道过洪能力提高到3 810 m3/s。     

小浪底水库运用后黄河下游河道洪水与泥沙输移特性

根据小浪底水库拦沙运用后的河道观测资料,分析了黄河下游河道泥沙冲淤及河床质组成的时空变化特性。伴随着河道的持续冲刷,导致河床粗化、细泥沙补给不足,水流挟沙能力明显降低。建立了河道冲刷效率与累积冲刷量的量化关系,河道冲刷效率随累积冲刷量的增加呈指数衰减。2018年黄河下游河道的输沙能力相对于2000年降低约57.1%。分析了洪水期河道冲淤量与水沙量、流量及累积水量间的函数响应关系。考虑到河床粗化对输沙能力降低的影响,对2018年7月洪水冲淤结果进行了验证。建立了在洪水不同含沙量级条件下,利津站含沙量恢复值与流量间的关系。     

黄河宁夏河段河道演变分析

通过对黄河宁夏河段河道演变的分析,研究了宁夏河段河道冲淤及河势变化情况。结果表明:1993—2009年,黄河宁夏段下河沿至青铜峡河段河道多年平均冲淤平衡,青铜峡至石嘴山河段河道呈淤积状态。宁夏河段河道的冲淤变化主要取决于来水来沙条件,1986年以后汛期水少沙多,泥沙全部淤积在河道主河槽内,主槽淤积萎缩,中小洪水水位明显抬高。宁夏峡谷河段及卵石河床冲淤变化及主流摆幅较小,其余河段河床冲淤变化及主流摆幅较大。河道整治工程的实施对控制河势变化有积极作用。黄河宁夏段水沙条件、河道边界条件及河床质地是影响河道演变的本质原因。     

湘江湘潭-濠河口河段河道演变特点分析

针对近年来湘江下游枯水期水位过低,洪水期水位较高,下游人为因素不断影响湘江河道的通航条件,本文从不同方面综合分析了湘潭-濠河口河段河床冲淤演变的特点.通过同流量水位变化分析各河段冲淤变化,研究表明湘江总体具有大水淤积、小水冲刷的特点;依据河段中江心洲冲淤变化,得到湘潭-濠河口河段冲淤变化特点,进一步指出不同河段冲刷淤积的原因.     

泊岗引河段河道近期演变分析

泊岗引河是淮河中游的人工裁弯取直河道,是1952年淮河中游五河县城以下实施干支流分流工程的主要组成部分。本文根据1993年、2004年及2018年三次河道实测资料,采用"断面法"分析泊岗引河段河道近期的冲淤变化情况。结果表明,近期河床主要表现为冲刷扩大、河底冲深,但冲刷幅度较运行初期有所减缓。     

黄河内蒙古河段水沙及河床演变特性变化分析

随着黄河上游河段水库联合运用及水土保持工程的实施,内蒙古巴彦高勒至头道拐河段来沙量大幅度减少,河道演变剧烈,研究该河段演变特性变化可为河道防洪、防凌及下游河段水库调水调沙提供技术支持。为此,基于实测水沙及地形资料,并通过输沙率法结合同流量水位及典型断面变化分析了该河段水沙变化特性、河道时空冲淤分布特性及河道冲淤与水沙条件的耦合关系。结果显示,研究河段近期来水来沙总量偏少,至2018年有所增多,河道整体表现为冲刷,2012—2019年河段累积冲刷2.7亿t,其中汛期冲刷1.96亿t,河槽刷深展宽,河床高程下降,局部表现为上游冲刷下游淤积,包头上游河段冲刷量约为3.59亿t,下游河段淤积量约为0.72亿t,汛期冲淤变化比较剧烈。结果表明,来沙量大幅度减少,致使水流含沙量不能满足水流挟沙能力是河段发生整体累积性床刷的主要原因。     

2020年流域性大洪水下长江下游干流河道演变分析

自2003年三峡水库蓄水以来，长江下游水沙特性发生了显著变化，2020年夏长江流域发生了流域性大洪水。在分析三峡水库蓄水以来长江下游水沙特性变化的基础上，结合2020年洪水期的水情、沙情，利用实测河床地形及大断面资料，分析长江下游干流湖口至江阴多年河道冲淤特性，探讨2020年洪水作用下长江下游河床冲淤变化及河势演变特性。研究表明：自三峡水库蓄水以来，长江下游年均径流量变化较小，输沙量锐减，水沙关系发生明显改变；湖口至江阴河段1998—2006年有淤有冲，2006年后呈单向冲刷状态，且滩槽普冲，在2020年流域性大洪水作用后，长江下游河道延续这一冲刷特征，冲刷强度明显增强，各水位河槽冲刷强度为2016—2020年平均值的2.0～2.8倍；大通以上河段冲刷强度小于下游河段；长江下游分流格局总体稳定，但铜陵河段成德洲汊道有主支汊易位趋势，多次测得右汊分流比超过左汊；扬中河段支汊发展，分流比呈持续微增趋势；河势总体稳定，尚有多个江心洲边滩冲刷明显，铜陵沙首度出现撇岸切滩现象，扬中等局部江段江心洲高滩陡坎有条崩发生；河床纵向仍有冲刷，河道束窄段横断面形态进一步窄深化。对大洪水条件下河道冲淤演变特...     

三峡工程运用后长江中下游冲淤变化

三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响.为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响的初步研究.结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低.各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0～5.3 m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5 m,槽蓄量约增加8.5亿m3;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿m3;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施.     

1958年以来长江口南、北支河段河床演变及影响因素研究

根据1958—2019年长江口实测地形数据,对南、北支河段河床边界、河槽容积和河床冲淤等河床演变要素进行了计算分析。结果表明,从1958年至2019年,南、北支河段河床演变具有一定规律性:(1)岸线边界变化趋势表现共性,均遵循岸线内缩延展,河道面积逐渐缩小的变化规律。(2)冲淤演变差异明显,南支时间上整体趋于冲刷,分阶段冲淤交替,1998至2019年表现为持续冲刷;空间上整体表现为滩淤槽刷的特点。北支则整体趋于淤积,河道不断萎缩。(3)河槽容积变化表现一定相关性,2 m以深南、北支河槽总容积在84.76亿m3上下小幅波动,基本维持稳定,2019年比1958年仅增加4.1%。南、北支河段的河床演变受径流和外海水沙变化及人类工程活动综合影响,随着南、北支河段断面形态、滩槽格局及流域来沙的渐趋稳定,河床演变整体向平衡稳定方向发展。     

汉江雅口枢纽坝下河道冲淤及水面线变化数值模拟

丹江口水库大坝加高完成、南水北调中线工程通水后,改变了汉江中下游水沙条件,梯级水库建设亦将改变河道边界条件。以汉江中游雅口至碾盘山河段为研究对象,采用一维水沙数学模型,研究了梯级水库运行后的河床冲淤变化及其对水面线的影响。研究结果表明:碾盘山枢纽未建时,雅口枢纽坝下河道呈整体冲刷态势,坝下河道水面线受河床冲刷下切而降低;碾盘山枢纽建成后,雅口枢纽坝下河道冲淤变化表现为近坝段微冲,其余河段淤积,总体呈淤积态势,河段水面线受河床淤积而抬升。研究成果可为枢纽工程、航道整治、防洪工程等设计和论证提供科学依据。     

三峡工程对四大家鱼典型产卵场环境影响分析

以四大家鱼产卵场所—宜昌江段为例,采用河道平面二维水流泥沙数学模型计算分析了三峡工程运行对宜昌江段河床冲淤和水流特性(包括水位及流速流态)等水沙环境变化的影响。研究表明,三峡工程运行初期,宜昌江段水位、流速、河床边界等水沙环境变化不大,对四大家鱼的繁育影响较小;三峡工程运行2~3 a后,下游河床冲淤基本达到平衡。     

2020年长江中下游干流河道冲淤变化特点及分析

2020年汛期长江流域出现了历时长、范围广的强降雨过程,发生了新中国成立以来仅次于1954,1998年的罕见大洪水。基于现有资料,对2020年大洪水条件下长江中下游干流河道的冲淤变化特点进行了分析。结果表明:上游来沙和三峡水库出库泥沙明显增多是造成宜昌至湖口河段河床冲刷量偏小的原因之一,同时中下游干流洪水顶托严重,减小了宜昌至湖口河道的输沙能力;汛期长江中下游干流涨水较快,易造成河道泥沙落淤,汛后退水慢,河道泥沙得不到有效冲刷。湖口至江阴江段水面比降大,加之河道含沙量低,造成冲刷量偏大。研究成果为进一步深入研究长江中下游河道冲淤变化规律和未来冲淤趋势预测提供了基础和参考依据。     

水沙条件对大湖口河冲淤特性的影响

为了解水沙条件变化对大湖口河冲淤特性的影响,基于二维水沙数学模型,模拟了典型年份洪、中、枯不同水沙条件下该河段冲淤情况,分析泥沙冲淤及河势变化。结果表明：大湖口河原始冲淤表现为第一、二、四段淤积,第三段冲刷,但水沙条件的变化,使得大湖口河河床冲淤整体呈现出上淤下冲的态势,河道断面冲淤表现为左淤右冲,冲淤程度进一步加强。随着上游来水来沙的变化,大湖口河将逐渐向单一、弯曲性河道演变,从而对大湖口河的防洪产生一定的影响。     

废黄河地涵对上下游河道冲淤变化的影响

废黄河是一条多泥沙河流,通榆河与废黄河在滨海县内交汇处的地涵于1999年建成投运至今,必然对其上下游河道的冲淤变化产生影响。基于工程运行后的地涵上下游引河段河床地形实测资料,分析地涵上下游河段冲淤量和河道断面形态变化,总结河道冲淤变化原因,提出减淤措施。结果表明,地涵的建设和运行导致其上下游河道水动力发生变化,河槽明显淤积,河槽过水面积普遍减小。     

河床演变阶段模型及其在三门峡水库和渭河下游的应用

基于河床冲淤和横断面面积变化,提出描述河道冲淤及垂向和横向调整的河床演变阶段模型,将该模型应用于1960-2017年三门峡库区和渭河下游河道的演变过程,结果表明,该模型可反映河道冲淤的时空变化特征,在溯源冲刷阶段,库区及渭河下游下段由下游向上游依次呈现"河床冲刷下切"、"河道冲刷展宽"、"河道淤积展宽"三个演变阶段,这...     

多波束测深系统在河床冲淤变化分析中的应用

采用多波束测深系统开展长江录安洲夹江段河道水下地形监测,根据2013年～2018年汛后6次测量成果,通过生成河床冲淤色块图、全河段冲淤量统计等方法,对该段水下地形监测数据进行分析研究。结果表明,长江录安洲夹江段河道整体基本稳定,近年实施的护岸工程效果较好,但局部河段可能存在冲刷和滩地坍塌风险,需要在加强监测的同时,采取一定的防护措施确保河道稳定。     

黄河下游河道冲淤分布模式及冲淤特征

为揭示黄河下游河道的沿程冲淤分布模式及分布特征,对黄河下游1952—2021年间共70年的河段实测冲淤量数据进行了系列统计分析。研究表明：(1)黄河下游河道存在7种沿程冲淤分布模式,其中全线冲刷、全线淤积、上冲下淤、上淤下冲等4种为基本模式。上淤下冲模式的冲淤临界位置在孙口附近,上冲下淤模式的冲淤临界位置在游荡性河段。各模式对河道整体冲淤的贡献率存在较大差异,两边冲中间淤模式对冲刷量的贡献率最大,全线淤积模式对淤积量的贡献率最大;(2)1952年以来,黄河下游河道沿程冲淤分布模式的变化过程可分为1952—1959年、1960—1985年、1986—1999年、2000年后共4个阶段;(3)各河段冲淤量大小以0点为中心近似呈偏态分布,冲淤量在多年尺度下具有沿程减小的趋势性特征以及“冲久必淤、淤久必冲”的周期性特征;(4)各河段整体冲淤发生年数差别不大,反映了河道冲淤的平衡趋向性;70年内淤积于黄河下游河床底部的泥沙有一半左右被冲走,花园口到孙口河段的累计冲淤量接近下游总冲淤量的8成,孙口以下河段很小;(5)全线冲刷模式为小浪底水库运用后下游河道的主要冲淤模式,小花段前期淤积的泥沙基本被冲完,夹高段、高孙段及孙艾段仅冲走了前期淤积泥沙的二到三成。研究结果总结了黄河下游河道的沿程冲淤分布模式,分析了冲淤分布特征,有助于深化对下游河道冲淤现象的整体认识。     

兴隆水利枢纽坝下游河段河床演变分析

兴隆水利枢纽是汉江中下游水资源综合开发利用的一项重要工程,工程河段兼有游荡型及弯曲型河道的特点。自丹江口水库运用以来,受水库清水下泄的影响,该河段的来水来沙条件发生较大变化,根据实测水下地形资料,全面分析了工程河段河床演变特征。结果表明:2005～2016年间河段内深泓线平面位置摆动频繁且幅度较为显著,特别是在弯道及过渡段范围内,还伴随着边滩与江心洲滩的冲淤发展。河床呈冲淤交替变化,主要以冲刷下切为主。断面变化较大的位置主要集中在过渡段和弯道段。在今后较长时期内,工程河段河床仍将呈冲刷趋势,但随着丹江口水库坝下游河道冲刷下移及自身调整,工程河段将逐步向冲淤平衡方向发展,总体河势将趋于稳定。     

三峡水库运用后连续急弯河道冲淤特性分析

为探究三峡水库运用后下游连续急弯河道的冲淤调整规律,根据七弓岭、观音洲河段实测地形资料和水文资料,研究了水沙变异条件下河势变化和冲淤特性。研究发现:①三峡水库受上游水库调蓄作用,上游来沙量大量减少,上游来水基本处于清水状态;径流量重分配,枯水期流量增加,汛期洪峰削减。②三峡水库运行后,七弓岭、观音洲上下2个急弯河段首先冲刷,然后转变为“上冲下淤”的相反的冲淤性质,后又恢复为同时冲刷的状态;年内表现为枯水期冲刷,汛期淤积,上下弯道总是表现出相反的冲淤形态,即枯水期“上淤下冲”,汛期“上冲下淤”。③三峡水库运行后,七弓岭急弯河道趋向窄深,观音洲急弯河道则以展宽为主,弯道段与过渡段冲淤表现相反。研究结果以期完善弯曲河道的演变理论,并对下荆江河床演变预测、河道整治及河道保护工作提供技术支撑。     

下荆江系统裁弯对城陵矶至武汉河段的影响

本文对下荆江系统裁弯后,长江中游城陵矶至武汉河段在不同水位(高水、平滩、中水、枯水)情况下的河床冲淤进行了计算,得出了本河段冲淤及汊道冲淤的变化规律。其次,着重分析了江湖关系调整所带来的各站水位的变化以及来水来沙的改变对本河段河道冲淤变化的影响:河床泥沙冲刷下移;落淤湖中泥沙骤减,单位水体挟沙剧增,悬沙粒径变粗。