不同流量入湖三角洲演变特性试验研究

入湖三角洲的形成主要受到流量、下游水位及上游来沙等因素的影响.在对后二者的影响规律研究基础上,为探索不同流量条件下入湖三角洲的演变特征,开展了进一步的试验研究.通过对三角洲的河道面积占比、摆动角度、河道长度、泥沙堆积等几何特征的分析,探讨了流量对入湖三角洲演变的影响.研究发现:三角洲的演变过程整体上遵循"冲-淤-冲"的...     

黄河禹门口至潼关河道冲淤特性及河势演变规律

本文简述了来水来沙概况、河道冲淤特性及“揭河底”冲刷,概述了回水淤积末端延伸变化,总结了河道冲淤演变的基本物理模型,详细分析了历史河势摆动变化规律及影响河势变化的主要因素,提出了河槽平滩宽度和河弯形态关系式.文中对河道整治及航运问题进行了浅析.     

黄河下游河槽治理方法分析

本文对已有的河槽形态与水流狭沙力关系的研究成果进行了探讨。进一步在考虑米沙组成变化、河槽综合阻力变化的条件下．计算得到了黄河下游典型断面流量分级平均水沙条件下河槽平衡输沙横剖面。平衡横断面与实际断面比较．下游无论游荡段与弯曲段，实际断面都显得过于宽浅。分析认为，尽管河槽缩窄可加大水挟沙能力．但受河型发育机制的制约．在现有水沙和边界条件下黄河下游河槽的横剖面是无法自动调整形成输沙平衡形态的。文中还利用黄河下游来水来沙和河道冲淤实测资料证明了黄河下游水流不冲狭沙量小于不淤沙量．河道从淤积转向冲刷时．水流含沙量明显降低，固此减少同流量下台沙量的变化有利于减轻下游河遭淤积。从理论分析结果看：缩窄中、小流量“下的河槽．以多级河槽方式重点整治花园口以下河段．使横断面总体形态呈上凸形．能显著减小黄柯河槽中的淤积；同时，应配合河道整治，利用水库调节水沙和进行必要的挖沙疏浚措施。具体实施方法还需要进一步研究；     

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。     

水位调控下分汊型河道淤积影响试验研究

为研究尾闾河道下游调控措施对上游各支汊河道泥沙淤积形态变化,进行了赣江尾闾河道悬沙淤积试验。试验结果表明,由于闸上调控水位抬升的影响,河道演变趋势由冲转淤。预计工程实施20年后主要淤积区域干流和西河位于西河上游赣江大桥到泥家洲附近的河道,平均淤积深度为1.10 m,东河中支位于中支赣江大桥到上房村之间的河道,平均淤积深度为1.48 m,东河南支位于豫章大桥到洲头村的河道,平均淤积深度为0.86 m。淤积主要集中在深槽以及河道凸岸下游区域,河道顶冲段受到堤防的限制,河势总体基本稳定;深泓线在水平方向和垂向均有所调整,垂向变化以抬高为主,水平方向的变化符合凹岸顶冲区冲刷,凸岸下游回流区淤积的一般规律。     

1976年以来黄河利津至口门河段险工水位分析

清水沟流路1976年行河以来,来水来沙条件及河道边界条件都发生了较大变化,对1976年黄河行河清水沟以来利津至河口河段6—10月有观测资料的险工不同流量级水位变化情况进行分析,为黄河下游防洪及河口治理提供参考。分别对清水沟流路原河道行河和清8汊行河两个时期水位资料进行分析,可以发现清水沟流路原河道行河时期(1976—1996年)各险工的"抬升—降低—抬升"水位变化过程基本与清水沟流路原河道"淤积—冲刷—淤积"的演变过程相对应。清8汊行河时期(1996—2015年)研究河段水位受河道改汊、挖河固堤工程、小浪底调水调沙等影响,基本处于下降状态,尤其是小浪底水库调水调沙以来,除王家庄外各站3 000 m~3/s流量对应水位较改汊前都下降了1 m以上,充分体现了水位的升降与来水来沙条件、河道边界条件之间的关系。     

抚河改道后青岚湖泥沙淤积模型试验研究

抚河改道后青岚湖将由原来的高水位倒灌型改变为吞吐型湖泊,改变了青岚湖的入湖水沙形势。通过悬沙淤积试验研究了抚河改道后青岚湖的演变趋势,研究结果表明:青岚湖区淤积将自上而下发展,在第30年时的淤积发展至青岚湖上段,90年时的淤积发展至青岚湖中段与下段交汇处,138年时的淤积发展至青岚湖下段;淤积发展到150年时,青岚湖淤积基本达到平衡状态,泥沙在青岚湖内落淤明显减少,并且继续向下游输送。青岚湖上段位置的主槽在第48年基本形成,第48年至150年间枯水河槽基本稳定;青岚湖中段因为淤积的发展,河槽演变过程中出现了分支、封堵和切滩等现象;青岚湖下段主河槽将分布在河道右侧。     

水流泥沙进入平原初期河槽形成发展规律的试验研究

采用模型沙进行水槽概化试验,研究水流泥沙从山区进入平原初期的河槽形成发展过程.经过434h的试验历时,将试验段分成三部分:0~2m的上段,2~10m的中段和10~15m的下段,并重点对原始基床上淤积体形成发展规律、河道形态演变过程及河槽塑造成因三方面进行研究,得到如下认识:淤积体在上段先纵向推进,后慢慢横向展宽,最后淤积抬高形成稳定河漫滩;中段随河槽主流向下游周期摆动,两岸淤积体前缘沿流程方向以1m间距周期发展,且形成明显的滩槽;下段弯道河槽处发生凹岸撇弯和凸岸切滩现象,主流袭夺新道,使河床表面淤积体趋于同步发展;不同试验历时下的各段断面形态表明河床整体淤积抬高发展.河道形态演变过程经历:分汊河道、单一微弯河道和蜿蜒状河道三个阶段,最终形成蜿蜒状河道,并分析出各阶段的形成原因.最后从床沙因素和边界条件对河槽塑造成因进行分析.     

近期黄河下游河道演变研究

１９８６年以来黄河上游出现历史上少有的枯水少沙系列，在这一条件下，下游澡道主槽发生严重淤积，河槽萎缩、排洪能力下降；现有的河道整治工程不能有效地控制河势，畸形河弯发展，河势不断上提等新问题，危及堤防安全。本文详细分析了近期水沙及河道演变规律，并探讨了造成水沙条件发生巨大改变的主要原因和水利水电开发对下游河道冲淤演变的影响。     

黄河郑州段河道冲淤变化及影响因素研究

以黄河下游郑州段多时段的遥感影像及水文资料为主要数据源,对黄河郑州段河道的淤积与演变及其与水沙的关系进行了研究。结果表明:黄河郑州段河道岸线、河道宽度、曲流位置和角度都有变化,且年际变化大;小浪底水库的投入运用,控制了下游的来水来沙条件,造成河道的摆动幅度减小,但弯曲长度增加,横河、斜河呈发展趋势;河道冲淤变化的主要影响因素为流量变化。     

不同水沙条件下顺直型河道交错边滩演变规律

顺直型河道在自然河流演变中常常形成典型的具有犬牙交错形状的边滩地形,在不同水河条件的河流中,边滩发育演变情况各不相同,为了研究水沙条件对其演变的具体影响,利用室内概化模型试验,研究了顺直型河道交错边滩在不同水沙条件下演变的规律。试验发现:①上游来沙减少后,河段内交错边滩的面积及尺寸相应减小,交错边滩之间的间距也会缩短。②顺直型河段交错边滩的下移速度随上游来沙减少而减缓;其主要原因是大沙组情况下滩尾淤积,压缩附近的主槽主流,继而造成对岸下游的边滩头部冲刷下移,清水组情况下滩尾淤积的泥沙较少,该现象相应减弱。③顺直型河道在大沙条件下表现出冲滩淤槽的趋势,河道逐渐被“抹平”,滩槽差异缩小。④随着上游来沙的减少,河道主槽开始冲刷,在抗冲性较强的边界旁,主河道会顶冲河岸下切出深槽,滩槽更加分明,在交错边滩下移的同时,靠岸的深槽往往不会被填平,形成“倒套”。     

引水明渠二维水流数学模型的建立及应用

准确计算引水明渠内的水力学特征对于设计渠道断面型式及控制渠道泥沙淤积等具有重要意义。通过建立平面二维水流数学模型,对某引水渠道及其上游干流、下游库区区域的水流进行了数值模拟研究,分析了计算区域内的流态、流速分布和水位变化等水力参数。在此基础上对引水明渠渠底高程进行优化,对比了不同高程下渠道的水位和水流特征,成果可为明渠的优化设计及其防淤方案的制定提供科学依据。     

三峡水利枢纽上下游引航道冲沙措施研究

借鉴葛洲坝工程的成功经验,有必要采用“动水冲沙“的方法解决三峡枢纽运行至中后期上、下游引航道中的泥沙淤积量较大的问题。为论证冲沙设施布置合理与否及不同大小冲沙流量的冲沙效果等,在完成地下电厂方案的长系列水文年(31 2a至70 6a)淤积试验后对各种年型及冲沙引用流量进行了冲沙试验。冲沙试验成果表明:上下游引航道冲沙效果随冲沙流量增大而增大,下游水位降低对提高冲沙效果有一定成效,上下游引航道水流条件不同,冲沙效果下游往往受上游影响,根据非平衡输沙原理,同一冲沙流量条件下,上游冲沙量较大时,下游冲沙量会有所减少。     

近期长江荆江河道演变特点

从长系列资料看,上游来水量无趋势性增大或减少,来沙量自20世纪90年代以来明显减少.入洞庭湖三口分流分沙呈减少趋势,尤其以藕池口衰减最为突出. 1998年大水造床作用明显,上荆江滩槽皆冲,以冲滩为主;下荆江表现为冲槽淤滩,总体呈淤积状态.还对重点河弯,如沙市、石首河段,自1998年大水以来的最新演变情况作了详细分析,主要特点表现为沙洲移动、主流线摆动,顶冲点普遍下移,崩岸时有发生.     

抽水蓄能电站下库长系列年泥沙淤积特性研究

为了把握长系列年水沙过程对抽水蓄能电站下库区河床调整的影响,以天池抽水蓄能电站下库为例开展了不同长系列年库区冲淤变形的数值模拟。根据下库水位周期性变化的运行特点,建立了基于MIKE的水沙数学模型,并进行了模型参数调试与验证;模拟给出了长系列年的库区淤积总量及排沙比;同时也给出了库区淤积的沿程分布与特征河段的淤积过程。成果分析表明:库区淤积发展状况与水沙系列相互响应,泥沙淤积主要呈现三角洲形态,淤积重心主要集中于拦河坝上游0.5~1.8 km范围内;不同河段的淤积特性不同,淤积物组成也不同,主要与其所处环境的水力与边界特性有关;频率洪水在长系列年水沙过程中虽然占据时间不长,但在库区河床冲淤量中有重要影响;要提高排沙效率、减小淤积,需要进一步调整改善下水库的洪水调度与电站运行。研究成果与同步物理模型试验结果基本一致,可供抽水蓄能电站水库调度运行参考。     

三峡水库蓄水前后窑监河段年内河床演变分析

三峡水库蓄水后,窑监河段上游的来水来沙条件发生改变,使河床发生相应调整。三峡工程不仅引起该河段年际间水沙特征变化,含沙量显著减小,年内水沙过程也发生变化,表现为蓄水期流量减少,退水过程加快。根据现有实测地形数据,对三峡水库蓄水前后2002和2007年年内监利河段河床冲淤分布、横断面变化与航道条件进行了比较,并采用资料分析、数学模型等方法对航道条件变化的原因进行了分析。研究表明:三峡水库蓄水后,监利河段年内仍遵循蓄水前"涨淤落冲"的规律;汛期淤积强度较蓄水前减弱,汛后冲刷动力也有所减小,水沙不利年份时航道条件仍呈恶化态势。     

孔兑入汇角度对黄河内蒙古段河道冲淤的影响

选取黄河内蒙古河段典型支流毛不拉孔兑为研究对象,对其来水来沙特性进行了讨论。选取典型水沙过程,采用模型试验手段,在同样水沙条件下,分别模拟了孔兑水沙在现状条件和切滩导流条件下对干流河道冲淤变化的影响。结果表明:改变支流入汇角度能有效改善黄河下游干流河段局部淤堵的状况,但同时对下游河道的淤积影响范围也相应增大。     

陆溪口鹅头分汊河段冲淤调整分析

陆溪口河段为长江中下游典型的鹅头分汊河段,三峡工程蓄水前,受进口单边挑流节点及弯道环流作用,河道演变呈现周期性演变规律;三峡工程蓄水后,在上游水沙条件变化、人为因素等影响下,河段冲淤规律将产生调整。采用理论分析、实测资料分析等方法,对蓄水后陆溪口河段周期性演变规律进行研究。分析表明:蓄水后河段周期性调整规律及趋势仍然存在,且由于上游来沙量减少,河段冲淤调整甚至有加快趋势;新洲洲头遭受严重冲刷,出现串沟,直港进口淤积严重,分流格局产生调整,航道条件变差。人为实施航道整治工程后,河势才有所稳定,但河段周期性演变的内在动力并未消失,对航道条件及整治工程带来了一定的不利影响。     

时间变态对水流及泥沙运动的影响的初步分析

利用一维不恒定水流泥沙数学模型 ,研究泥沙实体模型试验的时间变态问题。针对上游流量和泥沙浓度呈阶梯形变化的边界条件问题 ,通过比较模型与原型尺度下的水流条件、泥沙浓度、累计淤积面积等各物理量的差异 ,定量地描述了时间变率、模型长度、水沙的不恒定性等对模型试验可能造成的影响 ,并对误差产生的原因进行了分析。     

金沙江梯级水库下游水沙过程非恒定变化及其对通航条件的影响

随着金沙江下游梯级水库陆续建设和投入运用,坝下游的水沙过程明显改变并影响通航条件。本文提出了水沙过程非恒定变化分析方法,分析了向家坝枢纽坝下水位、流量和含沙量非恒定变化特性及其对通航条件的影响。结果表明,向家坝枢纽运用后坝下水沙变化的非恒定强度较大,水位变化的变异系数可以达到0.10～0.12,流量变化变异系数可以达到0.20～0.40,虽然出库含沙量显著减小,但含沙量变异系数最大可以达到约1.0。向家坝水文站标准化年平均水位和流量约为1.0左右,向家坝枢纽坝下山区河道的通航条件总体上是稳定的,水库运用削减洪峰和增大枯水流量有利于改善坝下河道的通航条件,但水电站日调节和水库蓄水,以及泄洪增大流量和水位的非恒定性,对坝下河道的通航条件有一定不利影响。