重庆小南海枢纽运用后坝下游近坝段水位变化研究

为了分析小南海枢纽运用后坝下游近坝段河道水位的变化特性,基于物理模型试验和一维泥沙数学模型计算,研究了小南海枢纽运用初期和运用20 a末,不同特征流量条件下,坝下游近坝段河道水位的变化过程,以及引起水位变化的主要原因。研究表明:小南海枢纽运用后,坝下游约4 km河段范围内,水位较建坝前有不同程度下降,坝下游0.4 km处水位最大下降约1.47 m,出现在枢纽运用初期的枯水流量时;坝下游4 km以下河段水位,在枢纽运用初期下降甚少, 随着三峡水库运行年限增加,库区泥沙淤积增多,水位逐渐高出初期水位,在枢纽运用20 a末,坝下游8.2 km处水位较初期水位最大升高约0.6 m;引起坝下游近坝段河道水位变化的主要原因是施工期坝下游河床的开挖和三峡水库调度及泥沙淤积。     

梁济运河引黄泥沙淤积分析

对梁济运河引黄河水补南四湖泥沙淤积进行了试验研究，采用建立引黄水量与输沙量模比系数的方法分析了引黄泥沙自梁济运河入南四湖各要素的沿程变化情况及对南四湖的淤积影响，并与河道行洪泥沙进行了分析比较。结果表明：梁济运河引黄泥沙淤积对河道上游段具有一定影响，对河道下游及南四湖淤积影响较小。     

次降雨条件下坝系流域泥沙淤积过程模拟试验研究

了解淤地坝次降雨条件下泥沙淤积特征是研究淤地坝泥沙输移过程的前提和基础。通过室内模拟降雨实验,利用桥沟小流域模型,对次降雨情况下运移的泥沙粒径与淤积深度进行分析。结果表明:在淤积体前缘最末端,淤积深度最高,淤积体上倾斜度为0°,淤积深度随沟道比降沿程减少。在坝前无淤积体位置向上游沿程砂粒占比增高,粉粒占比减少,砂粒占比先增大后减少最后趋于50%左右,粉粒占比先减少后增大最后趋于50%左右。在坝前淤积体未发育位置,颗粒向上游沿程分选结果趋势明显,沿程粒径变大,在淤积体发育完全位置,颗粒沿程分选结果趋势不明显,各粒级泥沙颗粒占比相对稳定。     

浐河桃花潭库区冲淤演变的二维数值模拟

橡胶坝是一种低水头轻性薄壳柔体挡水建筑物,结构简单、施工方便且造价低廉,修建橡胶坝拦水造湖可形成景观水面,但立坝运行会造成库区床面的泥沙淤积,因此遵循河床演变规律,合理运行橡胶坝,可保持库区长期可利用库容。采用MIKE软件模拟桃花潭库区10年水沙条件下的河床演变,综合考察桃花潭河段水流流场、床面淤积厚度、河床比降以及纵断面形态的变化。结果表明:桃花潭河段的冲淤平衡年限约为7年,平衡后主河道淤积较为严重;冲淤平衡后河床纵断面在展宽段呈向上凸起的河床形态;基于桃花潭河段的几何特性、来水来沙条件和由宽入窄的壅水作用,进入该河段的含沙水流会因河道突然展宽,水流挟沙力与水流动能减小,导致泥沙更易淤积,造成床面抬升和洪水位的抬高。     

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.     

对黄河下游河槽防淤的意见

黄河下游决口，改道频繁的主要原因是河道不断淤积抬高。在泥沙问题未解决前，下游治理应防洪，防淤并重，在搞好防洪的同时，尽快把“河槽防淤”工作开展起来，防止河道淤积抬高。造成河槽淤积有两方面原因：一是沿程淤积；一是填海造陆，河道延长造成的河道平衡剖面升高。沿程淤积，是小水期有些河段河宽，水浅，水流挟沙能力低造成的，可用“三级河槽”缩窄河宽，加大水深，提高小水挟沙能力的办法解决，填海造陆，河道延长是泥沙在河口淤积造成的，可用“分洪，挖泥”降低水位，控制河道延长的办法解决。这样，既可解决河道淤积抬高问题，又可利用在河口淤积为害的泥沙，把潮间带淤成数十万公顷不怕潮，不返碱的高地良田，经济效益，社会效益，环境效益都很大。     

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。     

长江中下游水沙与河床冲淤变化特性研究

利用长江干、支流水文和河道地形实测资料,研究了三峡工程运用前后坝下游水沙输移特性与河湖泥沙冲淤的时空格局和变化特征。结果表明：① 三峡工程建成运行后,长江中游洪峰流量减小,中水时间延长,汛后退水时间缩短,干流输沙量大幅减少,泥沙来源发生新变化,荆江三口分流分沙量继续减少;② 长江中游干流河势总体稳定,但河床沿程纵向冲刷强度与三峡水库运用前相比明显增大,且冲刷强度和发展速度均大于原预测值;③ 荆江三口洪道由蓄水前的淤积转为冲刷;④ 洞庭湖淤积速度大为减缓,鄱阳湖受河道采砂等影响,总体由淤积转为冲刷;⑤ 长江中游河、湖泥沙冲淤格局发生调整,三峡水库蓄水前长江中游河、湖呈淤积状态,蓄水后则呈冲刷状态。      

小浪底水库运用初期支流泥沙淤积特征分析

小浪底库区支流倒灌形成泥沙淤积,而其淤积形态和淤积物组成与干流河床形态、水库运用方式、来水来沙条件等因素密切相关。水库水位抬升,干流浑水倒灌支流并沿程落淤,支流沟口淤积与干流同步抬升,沟口以上淤积厚度沿程减小。随着淤积的发展,支流的纵剖面形态不断发生变化,总的趋势是由正坡至水平而后出现倒坡。支流内淤积物组成与对应的主槽位置差别不大,随着运用时间的增加及淤积形态的变化,入库水流携带泥沙进入变动回水区后沿程分选,支流内淤积物组成随之产生一定变化。拦沙初期阶段,近坝支流淤积物自下而上发生粗化,远坝支流淤积物则比较复杂,靠沟口位置变化幅度不大,再向上游则呈现逐年细化态势。     

三峡水库175m试验性蓄水十年泥沙冲淤变化分析

系统分析了2008年三峡水库实施175 m试验性蓄水10年来,进出库水沙特性、库区泥沙冲淤情况、坝下游水沙变化与河道冲刷情况,结果表明:入库沙量大幅减少、来沙组成发生明显变化,水库淤积量大幅小于预期、淤积形态良好,重庆河段未出现累积性淤积;坝下游河道发生大范围强烈冲刷、河道河势总体基本稳定;水库及坝下游航道条件大为改善;水库调度指标不断优化调整,试验性蓄水使工程在防洪、发电、航运、水资源等方面提前5年发挥了巨大的综合效益。随着长江流域社会经济的快速发展,各方对三峡工程在防洪、航运、供水、发电等方面提出了更高的需求,同时三峡水库泥沙淤积与坝下游河道冲刷是一个不断发展变化的累积过程,仍需长期跟踪观测与研究。建议:进一步优化汛期水库中小洪水调度等,研究形成三峡水库"蓄清排浑"运用的新模式;建立坝下游河道崩岸预警机制;持续开展水文泥沙原型观测与科学研究工作,为三峡工程安全高效运行、推进长江大保护提供科技支撑。     

长江中游武汉河段近期河道演变分析

武汉河段为长江中下游16个第一类重点整治河段之一。根据近年来实测的长江武汉河段地形图,从来水来沙条件、深泓平面、洲滩变化、深槽变化、横断面变化等方面,系统分析了武汉河段的变化,总结了该河段的演变特征。结果表明:(1)该河段河势相对稳定,冲淤变幅小;天兴洲下段有所冲刷,主要与上游来水来沙条件和河道边界条件有关。(2)由于沿岸有多处节点控制,两岸的崩岸险工段均已实施护岸工程,岸线基本稳定;白沙洲汊道分流分沙比相对稳定,没有单向变化的趋势,但洲滩仍将随不同水文年的来水来沙条件变化而发生相应冲淤变化。     

黄河宁蒙河段冲淤演变特点及趋势分析

通过分析黄河宁蒙河段冲淤演变及河槽过洪能力变化,进一步认识宁蒙河段冲淤演变规律,并根据下河沿水文站设计水沙条件,估算宁蒙河段2020年、2030年的冲淤变化趋势。分析表明:近期宁蒙河段输沙能力降低,巴彦高勒、三湖河口、昭君坟断面平滩流量呈减小趋势,河道淤积加重,支流淤堵干流情况加重。根据下河沿设计水沙条件推算头道拐水沙量以及区间引沙量,采用沙量平衡法,考虑区间支流来沙、区间风沙入黄情况,预估下河沿～头道拐冲淤量,2020年水平,宁蒙河段年均淤积0.78亿t;2030年水平,宁蒙河段年均淤积0.80亿t。     

长江黄陵庙至南津关河段河势分析

随着通航、调度及生态方面需求的提高,对葛洲坝和三峡大坝两坝间河段进行新一轮治理已迫在眉睫。根据葛洲坝工程运行以来的实测资料,对该河段30余年来的河势变化进行了分析。分析表明:葛洲坝工程运行后至1983年,两坝间河段明显淤积,其后至1998年,淤积进程趋缓;1998年以后有一定的冲刷,尤其在2003年三峡工程运行以来,两坝间河段处于累积性的冲刷状态,冲刷部位主要以深槽为主,冲刷深度较大的河段主要发生在乐天溪深槽段和南津关深槽段,河段中部较为稳定;2008年后,冲刷幅度变小,个别年份甚至有回淤。30年来,河段先淤后冲,渐趋平衡,河势较为稳定;三峡工程运行后,两坝间冲淤与三峡工程下泄沙量关系并不明显,而受汛期来水影响较大,考虑到三峡水库仍将持续进行试验性蓄水,逐渐进入正常运行期,其中小洪水调度及汛期滞洪作用都将增强,洪水流量过程的调平在所难免,因此两坝间冲刷将不易发生,小幅淤积极为可能,总的河势及深槽大小、位置将相对稳定。     

侵占滩涂对“葫芦”河段的行洪影响

针对概化的"葫芦"区河段,采用概化非恒定流,模拟了不同规模"葫芦"区的河道行洪情况,探究了"葫芦"河段滩区规模对其河道行洪影响。模拟结果表明:(1)"葫芦"区对其进(出)口起到引流减阻作用(坦化作用),对河道起到明显调蓄作用,河道拓宽比为0.30时效果最为显著;(2)"葫芦"区滩区分流能力随着河道拓展宽度的增加而增强,沿程先增大后减小,且随着流量增加滩区分流比最大值断面向下游推移。总体来看,涨水时,滩区分流比减小;落水时,滩区分流比增加,且较断面流量过程有一定相位延迟;(3)河道拓宽比0.30可作为一般河道"葫芦"区保留宽度的下限,河道"葫芦"区的实际保留宽度需视情况具体分析。     

Geomorphic response to river flow regulation: Case studies and time-scales

River regulation imposes primary changes on flow and sediment transfer, the principal factors governing the alluvial channel regime. In this study, the effect of flow regulation is isolated from sediment delivery. Peace River (Q? = 1080m³s^?1, increasing to 2110m³s^?1 downstream) was regulated in 1967 for hydropower. The gravel-bed reach immediately downstream from the dam has become stable. Gravel accumulates at major tributary junctions, so the river profile is becoming stepped. Further downstream, the river has a sand bed. It can still transport sand, so morphological changes along the channel include both aggradation and channel narrowing by lateral accretation. In the gravel-bed Kemano River (Q? = 150m³s^?1), the addition of water by diversion from another river caused degradation when additional bed material was entrained below the inflow point. However, the effect became evident only after many years, when a competent flood occurred. The short-term response was channel widening. The time-scale for the response depends on the size of the river and the nature and severity of regulation. In both rivers, significant adjustment will require centuries and will intimately involve the riparian forest.     

水沙变化对渭河下游河道淤积和纵剖面的影响

将渭河下游按照纵比降变化情况分为上、中、下三段，分别是陡坡段、过渡段和缓坡段，认为沿程冲淤会影响整个河段，溯源冲淤主要影响中、下段；1990年以来渭河下游的持续堆积主要是由来水来沙变化引起的，持续淤积使潼关高程持续抬高，从而也加重了渭河下游中、下段的淤积；并与黄河下游纵剖面的变化进行了对比。     

基于HEC-RAS的梧桐山河流域泥沙输移特性分析

本文基于HEC-RAS软件建立梧桐山河一维水力学及泥沙输移模型,并利用实测资料对模型进行验证。利用该模型分析河道沿程水面线变化情况及泥沙输移特征。模型泥沙淤积计算表明河道淤积部位主要位于河道转折处及下游出口处,假定无降雨情况下输沙量近似为零,通过模拟计算场次暴雨流域出口断面泥沙输沙量,估算出流域年输沙总量为190.50t。该数学模型可以较好地反映流域内泥沙输移情况,研究成果对于预测梧桐山河流域泥沙淤积状况有重要意义。     

熊家洲新汊道对七弓岭弯道水动力调整的影响

下荆江尾闾的熊家洲河段自1950年斜槽裁弯形成新生汊道分流,使得下游七弓岭弯道水动力发生调整,进而加剧河道崩岸,影响河势稳定。采用水文资料和地形数据,基于MIKE21软件建立熊家洲弯道上下游河段(监利—螺山)的二维水动力数值模型,设置不同来流量和新汊道尺寸,模拟新汊道条件改变对七弓岭弯道水动力调整的影响。研究表明:汊道展宽至分流明显后,主流水动力轴线沿七弓岭弯道的凸岸偏转;当汊道尺寸较大时,汊道出流近似垂直于七弓岭弯道颈口上游河岸,加剧颈口上游未守护河段的崩岸,这为原型观测所证实。     

Rapid CHannel Widening Following Weir Removal due to Bed‐Material Wave Dispersion on the River Monnow,Wales

Kentchurch Weir, a low‐head weir on the river Monnow, Wales, was demolished in August 2011, releasing a sediment wave that had formed behind the structure for at least a century. We surveyed channel topography and bed‐material composition through a 1.5‐km long reach prior to weir removal and then periodically over a 2‐year period. The fill material was finer than the ambient bed material with all particles mobilized by bankfull flows. Rapid degradation of the 1460‐m³ sediment fill in the previously impounded reach occurred as bed material appeared to disperse downstream, consistent with other studies of sediment waves in gravel‐bed rivers. The riverbed profile was gradually smoothed through the study reach by degrading the elevated fill as a migrating knickpoint and aggrading the channel bed and bars immediately downstream of the former weir location. Extensive bank erosion was evident in the previously impounded reach with up to 10 m of widening following a single flow event, increasing channel width by more than 20%. Mitigation measures to enforce the riverbanks have been required as the gradual dispersion of the sediment wave continues to force flow diversion towards the riverbanks. The evolution of sediment stores behind flow obstructions follows that of sediment waves and theory available to describe wave evolution should do much to improve management efforts that seek to minimize channel widening following weir removal. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.