白龙江武都段河槽演变与冲刷计算

根据白龙江武都段河槽演变,阐述了山区河流受泥石流沟口对主河道顶冲的影响和河道演变的发展趋势,推出了护岸工程的关键——冲刷深度的计算,并介绍了几种适应山区河流的计算公式,最后指出了山区河道护岸工程设计中应注意的问题。     

冲积性河流河床横断面形态研究与进展

冲积性河流河床横断面形态的变化调整,不仅影响河流的排洪输沙能力,而且还会影响河流两岸堤防的安全与稳定、岸边土地的规划利用及居民的正常生活生产。为此,深入研究河道横断面形态调整规律及其机理具有重要意义。主要对冲积性河流河床横断面形态现有研究成果和进展进行总结,归纳现有研究方法的优点与不足,提出有待进一步研究的问题:①现有研究手段和方法的完善。基于实测资料的经验分析,虽然简单方便,但其局限性很大,许多成果只对具体的实例有较好的适应性;而数学模型仅能模拟室内模型小河或人工渠道的调整过程,对于复杂天然河流的模拟,还需要进一步完善。②注重实测资料分析与理论研究的结合,深化对河床断面形态调整内在机理的理论认识。目前较为流行的力学理论、线性理论和滞后响应理论所建立的模型中各个影响参数和调整的内在机理都还有待进一步研究细化。③应拓展现有计算方法的应用范围。以往的计算方法一般是针对某一特定河段建立的,缺乏在其他河段的应用,需要扩大应用计算方法的适用范围,提高实用性。     

含沙量对冲积河流河型的影响

黄河下游泥沙输送的机理随含沙量的变化很大。黄河下游的河道一般呈游荡型或弯曲型，显著特点是在低含沙量和高含沙量条件下都存在着强烈的河道侵蚀及游荡型河道形态，而淤积和游荡则多发生于中等含沙量条件下。一维数值模型揭示了某些河床形态可能与泥沙密度的垂向层状分布及其阻碍沉降效果有密切关系。泥沙含量不大的情况下水流是次饱和的，流速呈对数曲线分布，泥沙容重呈层状分布，次饱和水流造成河床冲刷和弯曲型河道；高含沙水流情况下，水流的紊动结构造成的含沙量纵剖面变化，形成超饱和水流；在更高含沙量（10—100kg／m^3）情况下，悬移质泥沙可造成垂向几乎为常数的宙沙量纵剖面及对数流速分布。这些可以由泥沙引起容重效应的IDV模型进行验证，而河道形态变化可由3D模型模拟。河流形态模拟揭示了在相对低含沙水流中形成游荡型河道，主要是由于河道淤积、壅水、分汊形成新流路造成。当存在高含沙水流时，河床受到冲刷，水位降低，大堤约束河道，从而减小了游荡强度。另外，落淤速度的降低造成河道淤积减弱，形成冲刷，结果高含沙水流却形成了弯曲型河道。     

冲积河流河床演变的滞后响应模型-Ⅱ模型应用

采用三门峡库区累计淤积量、潼关高程、黄河下游高村站平滩面积和利津站平滩流量、科罗拉多河建库后的下游河床冲刷、密苏里河建库后的下游河道展宽以及图尔特北叉河在圣海伦火山爆发后的河床升降资料,对前文建立的滞后响应模型的三种计算模式,包括通用积分模式、单步解析模式和多步递推模式的合理性和适用性进行了检验。三种计算模式的计算结果与实测值均吻合较好,表明滞后响应模型能够很好地描述河床演变中存在的滞后响应现象和前期累计影响,对定量研究冲积河流河床演变的滞后响应具有重要的理论意义和实际价值。     

冲积河流河床演变的滞后响应模型-Ⅰ模型建立

滞后响应是冲积河流河床演变中的一种普遍现象,也是研究冲积河流河床演变规律的关键因素之一。本文基于冲积河流自动调整的基本原理,根据河床在受到外部扰动后的调整速率与河床当前状态和平衡状态之间的差值成正比的基本规律,首先建立了河床演变滞后响应的基本模型,进而建立了适用于不同条件的计算模式,包括通用积分模式、单步解析模式和多步递推模式等。建立的滞后响应模型和计算模式既能描述滞后响应现象又能反映前期累计影响,为定量描述河床特征变量随时间的响应过程提供了理论基础和计算方法。     

北方季节性河流生态修复 关键技术问题探讨——以永定河为例

永定河是贯穿京津冀生态功能区的天然走廊,也是京津冀地区重要水源涵养区和生态屏障.然而现实中永定河北京段水资源严重匮乏、河流生态廊道功能基本丧失,从分析永定河历史水文节律、科学认知生物节律和水文过程互馈响应的基础上,围绕有限水资源条件下河流廊道生态修复的基本问题,以永定河脉冲生态补水试验为抓手,开展了近自然水文节律恢复、受损严重河流形态的重塑和河流廊道生物栖息环境优化研究,提出了长期干涸沙化的季节性、游荡型河流生态修复关键技术,支撑永定河全线恢复通水及平原南段生态廊道修复.     

汾河下游王庄——柴庄河道特性及河床演变分析

通过对汾河下游王庄至柴庄段河道特征和来水来沙特性分析，得出汾河在该段的河相关系、纵横向稳定系数、床沙质沿程组成和汾河该段的三种不同的河型，即王庄至石滩及襄汾县城至柴庄为山区型河流；石滩至洪洞县城为山区向平原过渡型河流；洪洞县城至襄汾县城为平原冲积性婉蜒河流。给出了婉蜒型河段河床纵比降与床沙质的数学表达式。分析了三种不同类型的河段的河床演变特性及影响该段河床演变的因素，得出了过渡型河段和婉蜒型河段的河床演变在纵向上表现为泥沙堆积和淤积，从１９５３～１９８９年，过渡型河段年堆积速度为３．３ｃｍ／ａ，婉蜒型河段年淤积速度为２．６ｃｍ／ａ；在横向变化上过渡型河段河槽变化保持在３００～５００ｍ，婉蜒型河流主槽宽约１００ｍ，自由演变，其摆幅宽度可达１５００ｍ。     

基于水利科研创新技术模式见解 ——以城市河流文化及修复技术为例

根据城市河流防洪生态关键技术研究为主要内容,以河北省子牙河流域的城市河流为例,在科研项目管理推广中,通过课题研究,对北方缺水地区城市河流综合整治进行了治理.提出了适宜区域特点的生态格网、绿化混凝土、生态袋及连锁式护坡技术,并首创提出了利用河床回填沙土法。     

加强河流管理的对策研究——以泗洪县河流管理为例

由于思想认识的偏差,长期以来对水域管理不够,导致河流管理与经济社会发展不相适应。以泗洪县情况为分析样本,就如何加强河流管理工作,从更新思想观念、完善管理体制、依法管理、齐抓共管等层面进行了论述。     

河口河床长历时演变模拟方法探讨--以浙江省飞云江河口为例

基于河口平衡断面河相关系的基本概念建立了潮汐河口地区长历时河床演变模型,根据浙江省飞云江河口的实测水文、泥沙、地形资料对模型的有关参数进行了验证,结果表明无论是水力要素还是河床冲淤变化,计算与实测基本吻合。在验证的基础上,研究了上游建库引水、河道整治等水利工程对飞云江河口河床冲淤的影响。从模型计算结果可以清楚地看到河床对水利工程的响应主要产生两级响应,一级响应发生在水利工程建成初期,河床变形的时间尺度短,二级响应则在一级响应的基础上在长时间及长河段内进行河床再调整,河床变形的时间尺度长,系水利工程及局部河床调整对整个河口系统的影响。     

植物覆盖滩地复式河槽的水流特性及近期河床演变分析——以海南万泉河下游河道为例

收集了万泉河下游河道历史地形资料,结合物理模型试验成果,系统分析了万泉河下游有植被复式河槽水流特性及近期河床演变特征.研究结果表明,万采河下游两岸边滩及江心洲由于茂密植物的阻水作用流速较小,属滞洪区,而河道主河槽水流归槽,流速大,是主要的行洪通道.历史上万泉河下游河道呈缓慢淤积之势,河道节点时河势的控制作用较强;近十年来,万泉河下游河道主槽普遍大幅下切,植被茂密河岸岸线总体变化不大,部分裸露边滩、沙洲侵蚀后退现象明显.高强度河道采砂、岸线开发利用等人类活动及洪水造床作用是近年来万泉河下游河床演变的主要驱动因子.     

城市雨源型河流水生态修复及景观构建——以丁山河为例

城市河流生态修复对于改善水质、保护生物多样性、提升城市美观度以及促进可持续发展具有重要意义。尽管国内外已有大量河流生态修复实践案例,但目前尚未形成比较全面系统的城市雨源型河流生态修复设计理论与技术体系。基于城市雨源型河流水量不足、生态脆弱、污染严重等问题,创新性地提出基于水动力自组织修复过程的城市河流生态景观重建和污水减排技术。该生态修复技术集“复式河床构建、局部生境重塑、植物群落营造及生态廊道构建”于一体,通过柔性护岸、小微丁坝等生态工程具体措施来营造深潭浅滩、急流缓流等形态多样的水流微环境,有助于生态水力条件改善和生态系统完整性的恢复。研究成果为城市河流生态修复和景观建设提供重要技术支撑,为力学和生态学的交叉研究提供依据。     

中小河流水源水质保护研究：以东江支流西枝江为例

根据西枝江流域多年水质监测结果，分析西枝江水质现状特点，水质时空变化特点，并进行水质评价与污染原因分析；预测西枝江水源水质发展趋势；提出保护西枝江流域水源水质的措施，即实施流域可持续发展战略，确立西枝江流域水环境目标和划定水源保护区，实施水污染物总量控制，合理调整流域经济生产布局，建设污水处理厂，保护西枝江两岸水源林和护岸林，加强西枝江水质监测。     

数字航道构建研究——以赣江樟树南昌河段为例

提出了构建"数字航道"的理论体系、框架结构以及数字航道实现的关键技术,以赣江下游(樟树-南昌)河段为对象;讨论了"数字航道"在赣江航道的实现;采用系统理论初步开发出基于GIS的航道管理维护模块、河床演变分析模块和一、二维水流泥沙数学模型与GIS的集成,为航道整治工程设计与规划决策支持提供了科学依据.最后采用三维可视化技术作为航道虚拟现实的实现手段,在航道DEM数据基础上开发了赣江下游航道与整治工程的虚拟仿真.     

城市水系结构形态演变特征分析——以哈尔滨主城区为例

为研究哈尔滨主城区河网水系结构复杂性和水系连通性变化特征,本文根据哈尔滨主城区2006年和2015年的数据资料,从时间尺度和空间尺度采用Horton定律计算研究区域内10条沟、渠的水系结构参数。结果表明,从时间尺度分析,10年来,哈尔滨主城区河网水系结构复杂性降低,其中水系结构指标中的河网密度和水面率分别减少19.34%和39.31%;从空间尺度分析,间接与松花江相连的沟、渠和直接与其相连的沟、渠的结构复杂性相比,变化更为显著。采用水系连通性指标分别从时间和空间尺度对哈尔滨主城区水系连通性进行研究,经分析得出,2015年哈尔滨主城区水系连通性与2006年相比,结点数和河链数分别减少14.3%和18.9%;而空间尺度上,直接与松花江相连的沟、渠的结点数和河链数均大于间接与其相连的沟、渠。上述研究结果对今后哈尔滨主城区的规划设计具有一定的参考价值。     

分形下的河道演变初探——以尼洋河为例

以尼洋河为例运用分形算法探讨了河道演变的机理,初步认为:在河道演变分类的基础上,河道演变是河道外部条件和河道内部条件不断协调的结果,即演变主要依靠水力和携砂两个关键因素。具体到尼洋河来说是渐进式演变与急剧式演变相结合的河道演变,其渐进式演变主要由于携砂带来河势演变,其急剧式演变主要是由于水位落差或流量增大引起的纵向和横向演变。     

河流生态健康评价研究——以潮白河为例

在综述分析前人研究成果的基础上,简要介绍了生态系统健康评价的基础理论,分析了河流生态系统健康的概念内涵和河流生态系统健康评价的基本方法.并以潮白河为研究案例,按照"病态、不健康、亚健康、健康、很健康"5级评价标准,对其进行了生态系统健康评价.结果表明,潮白河(1.473)处于不健康状态.     

基于流域尺度的城市河流治理技术体系——以凉水河为例

城市河流作为城市的重要组成部分,对城市经济发展、市民安居有着巨大影响,但相当一部分城市河流或河段因遭受重污染,黑臭问题严重。河流治理领域自19世纪至今已有长足发展,治理理念从单纯的"水利工程治理"到"近自然河道治理工程"再向"基于流域管理的治理"转变。基于流域尺度的河流治理是复杂的系统工程,包括多方面内容,以凉水河流域为例加以阐述,其治理技术包含了高品质再生水处理技术、河道污水口除臭技术、促流净水技术和河坡植生增绿技术等。     

实例分析水库除险加固工程——以头屯河水库为例

头屯河水库位于乌鲁木齐市及昌吉市以南,距离两市均约40 km处的头屯河中游,是一座以防洪、灌溉为主,结合城镇生活供水、工业供水等综合利用的中型水库。以头屯河水库工程实例,主要分析除险加固工程的大坝、涵洞及泄水隧道中存有的问题,以供借鉴。     

HEC-RAS模型在山区中小河流水面线计算中的应用研究 ——以铁场河综合整治工程为例

山区中小河流具有坡降大、水工建筑物多、水流急的特点,在水面线推算上相比平原区河流难度较大。常规的水面线方法在急流及多水工建筑物情况下容易出现突变,需分段推求水面线,计算精度较差。该文选定铁场河综合整治工程案例,建立HEC－RAS一维模型推算铁场河干流水面线,并与常规的水面线方法结果对比,分析HEC－RAS模型在山区中小河流水面线推算中的优点。