节点对长江下游马当河段汊道演变影响的研究

节点广泛存在于分汊河段,对汊道的影响至关重要,研究节点对汊道演变的影响,对指导河道治理具有重要意义。长江下游马当河段为典型的微弯分汊河型,先后有骨牌洲、棉外洲、瓜子号洲等将河段多级分汊,依次有小孤山、彭郎矶、马当嘴、马当矶等山体形成控制节点。建立了马当河段二维水沙数学模型,在验证的基础上,从水流及河床冲淤变化的角度,结合河床演变,探索各个汊道分流比调整后对上下游河段的影响,分析了节点在汊道演变中的控制作用。研究结果表明:经过小孤山-彭郎矶节点的控制,马当河段进口边界条件较为稳定,上游河势发生较大变化时,马当河段河势变化微小;经过马当矶-马当嘴节点的控制,棉外洲左右槽分流比变化为23.3%~58.1%时,对节点下游主流和河床冲淤的影响主要集中在2~2.5 km以内,影响范围有限。通过采用数学模型和河床演变分析相结合的方法,探索汊道之间演变的相互影响,分析节点的控制作用,为河道治理提供指导意见。     

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。     

长江中下游分汊河段的整治

 长江中下游宜昌至徐六泾段全长1 710 km,共有分汊河段55段,可分为顺直形、微弯形和鹅头形3种汊道。主汊和支汊兴衰交替是分汊河段河道演变的共同特点,大多数汊道主支汊交替周期长,是一种相对稳定的河床形态。在长期的演变过程中,分汊河道的河床总体上处于相对平衡状态,具有与其上下游单一河段相当的泄洪能力。长江中下游分汊河段的综合整治应依据“稳定分汊河势、适度减少支汊、合理利用洲滩”的原则,结合各河段情况制定整治方案;武汉河段的整治宜根据近期河道演变和环境保护要求,采用保持天兴洲汊道为双汊河段的基本方案。     

三峡水库蓄水后长江中游典型弯曲分汊河道的调整响应

三峡水库已蓄水运用10余年,坝下游长江中游各弯曲分汊河道已出现不同程度的冲淤响应,呈现出一定的河道调整规律。鉴于此,采用宜昌站、沙市站和汉口站水文观测数据,在分析三峡水库蓄水前后长江中游水沙变异特征的基础上,以监利河段、武汉天兴洲河段和戴家洲河段为典型分析河段,就河道平面变化、主支汊冲淤调整与汊道分流比3个方面,探析了三峡水库蓄水运用以来长江中游弯曲分汊河道的调整响应特点。结果表明,三峡水库蓄水运用后,长江中游弯曲分汊河道平面形态基本稳定,河道冲刷主要发生在枯水河槽;蓄水后分汊河段两汊中短汊发展较快,支汊有所萎缩。江心洲洲体冲刷萎缩,但受近年来实施的航道整治工程制约,这一冲刷趋势有所减缓。研究成果可为坝下游弯曲分汊河段的河道规划、设计及治理等提供参考。     

上荆江瓦口子至马家咀河段河床演变趋势预测研究

三峡水库蓄水运用以来,长江中游荆江沙质河段的河床冲淤调整变化显著,河道及洲滩演变趋势备受关注。以瓦口子至马家咀河段为例,采用平面二维水沙数学模型结合近期河段河道地形及来水来沙情况,对河段未来20年河床演变趋势进行了模拟预测。研究结果表明,未来20年内瓦口子至马家咀河段的总体河势将保持稳定,河道主槽将持续冲刷且河床冲刷逐步向下游发展。金城洲变化不大,突起洲左汊淤积、右汊冲刷,继续维持"左支右主"的分汊格局,为河道和整治工程提供重要参考。     

长江下游河道特性初步探讨

长江下游河道在历史上曾是水域宽阔,滩汊分歧。通过洲群合并与岸滩淤接,逐渐形成目前比较稳定的分汊河型。根据近期实测资料分析,认识到河段演变的一个重要现象是滩槽的周期变换,其动力则是主流线的摆动。而主流线摆动的原因仍在于河道本身的水文特点及河床本身的演变。河道来水与夹沙过程的不同步性,决定了水文年内河道冲淤的基本过程。主支汊输沙能力的差异,导致支汊的衰退与主汊相应的发展,在校长的历史过程中,有的进一步转化成为单一段。这种输沙过程与汊道演变相互适应,是长江下游河道比较稳定的因素之一。护岸是长江下游河道整治的主要型式,较大规模的护岸整治工程,改变了河道在自然状态下的滩槽形势及其演变过程。为了进一步探索其机理,建议改进和加强河道不平衡输沙的观测研究。并设想,根据长江下游河道基本稳定而其演变又具有一定的周期性的特点,维护河道势良好的河段,防止其间不利的形势演变,应当也是河道整治规划的任务。     

长江中游杨林岩水道近期演变分析

杨林岩水道位于长江中游,为顺直分汊型河段。历年河道实测水文、地形资料表明,该河段多年来河道外形相对稳定,河床演变主要受自身来水来沙条件的影响。三峡水库蓄水运行后,河段年际、年内的水沙条件发生较大改变,造成该河段江心滩南阳洲洲头低滩及右缘冲刷崩退,支汊有一定发展,右汊主航槽中段展宽,河段航道条件向不利方向发展趋势明显,应尽快实施整治工程。     

水库下游不同约束条件分汊河道冲刷调整规律研究

在研究分析水库下游河道冲刷侵蚀特点的基础上,分强约束型和弱约束型分汊河道,分别研究其冲刷调整的规律。研究表明：①水库下游河道冲刷侵蚀过程往往存在先刷深、后展宽的冲刷侵蚀特点,河岸河床组成对纵横向侵蚀幅度的影响非常显著。②强约束型分汊河道冲刷调整规律为洲滩形态的调整,沙泓、石泓的下切以及分流比的变化。③弱约束型分汊河道的冲刷调整规律为岸线的崩退,心滩、边滩的切割侵蚀,新的洲滩形成,以及主支汊交替频繁,主泓摆动剧烈,汊道横向摆动大。在此基础上,总结分析了在冲刷调整过程中影响分汊河道演变的关键因素。     

基于平面二维数值模拟的长江世业洲分汊河道水流特性研究

上游河势条件的改变将影响分汊河道的演变,特别是上游来水入流角度的改变,会导致主流流向的摆动,引起洲头顶冲点位置和各汊道入流条件的变化,从而影响主、支汊的稳定性,改变分汊河段河床冲淤调整的趋势。选取长江中下游典型分汊河道—镇扬河段世业洲分汊河道为研究对象,通过Delft 3D软件,模拟研究世业洲分汊河道上游单一段入流角度改变后,对世业洲分汊河道水流特性的影响,包括世业洲分汊河道左汊、右汊分流比,分流区、分汊区、汇流区的断面流速分布。     

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。     

长江中下游鹅头型汊道航道整治目标河型研究

鹅头分汊河型由于其汊道大幅平移及主支汊频繁交替,历来是碍航问题最为突出的河段,目前关于鹅头分汊河型的治理目标存在微弯分汊和微弯单一河型的争议。本文在总结鹅头分汊河型碍航特性的基础上,结合其滩槽格局成因,从分汊河道水流能量守恒原理出发,提出了鹅头分汊河道航道整治的目标河型:认为进口节点的挑流作用放大了水流的年内横向摆幅,使得边滩难以长期稳定;进出口节点的存在限制了汊道的延伸平移,因此保留分汊河型是适应这一特征的必然选择。同时保持两汊较大的阻力差异,削弱主支汊格局对进口水流条件的敏感性,将更有利于主航槽的稳定,即存在一定曲率差的分汊河型是鹅头型汊道航道整治的目标河型;具体河段的汊道曲率可根据进口水力特征及进出口河床高程差计算而得。     

长江宜都段水流运动特性及河床冲淤演变分析

长江宜都河段为一典型低水弯曲分汊河段。利用2005年实测河道地形与水流资料，在5种不同入口流量条件下，计算模拟了河段内的水流。以此为实例研究了弯曲分汊河道水流的运动特性，包括河道流速分布的沿程变化、水面纵比降的变化和水流动力轴线年内的摆动等，并探讨了弯曲分汊河段水流运动与河床冲淤演变之间的关系。研究成果为航运、防洪、取水等部门提供了基本资料。     

长江分汊河道口门水流及输沙特性

本文以长江中下游河道实际观测资料为依据,分析了分汊河道进口段在不同的流量级和展宽率下水流和输沙沿程随河宽变化的指数关系;指出在河床演变中,中、枯水期汊道的分流比代表了基本河槽的变化,体现了悬移质中床沙质部分作为河床冲淤的媒介作用,各汊阻力对比是影响分流比变化的主要因素;具体分析了分沙比的变化特性和影响因素,强调了挟沙力和含沙量对比计算是确定汊道兴衰的基本方法。     

三峡水库蓄水初期关洲分汊河段的冲淤调整特性分析

关洲分汊河段位于长江中游,其水流动力轴线年内随流量的变化在两汊间交替,为典型的年内交替型分汊河段。本文依据实测资料,分析了三峡工程蓄水运用初期关洲河段的冲淤调整情况,并着重对比分析了左右两汊冲淤调整进程的差异。研究发现,蓄水后关洲河段年际间有冲有淤,但以冲刷为主;冲淤主要表现为深泓下切及枯水河槽的冲淤调整;左右两汊冲刷进程不同,左汊为洪水期主汊,河床冲刷幅度较大,深泓平均高程连年递减,过水面积呈增大趋势,而右汊为枯水期主汊,其河床冲刷发展则相对缓慢,深泓高程变化较小。     

分汊河段河中布置船闸水沙碍航特性研究

分汊河段的汇流口水沙条件复杂多变,为保证航道稳定及船舶航行安全,分汊河段水利枢纽平面布置时一般将通航建筑物布置于其中一个汊道的靠岸侧。受工程建设条件限制需将通航建筑物布置于分汊河段河中时,既存在流态碍航问题又存在泥沙淤积碍航问题。针对布置于分汊河段洲尾汇流段的已建桃源枢纽船闸存在的通航条件较差的问题,采用整体定床水流、定床输沙与遥控自航船模试验相结合的研究手段,开展了船闸下游口门区水沙碍航特性试验研究。结果表明:水流条件是导致流态碍航与泥沙淤积碍航的根本因素,左、右汊不同下泄水流在汇流段形成单边突扩或水流掺混交汇,致使下游口门区所处的汇流段水流流态差且推移质泥沙落淤碍航,分汊河段船闸河中布置应慎重考虑。     

水库变动回水区分汊河道河型转化影响因素分析

分汊型河道向单一河槽转化是水库变动回水区中一种较为普遍的淤积再造床过程.以三峡水库变动回水区青岩子河段为研究对象,运用平面二维水沙数学模型,分析来沙量、壅水高度等因素对主支汉易位、河型转化的影响.研究结果表明,来沙量减少并未改变泥沙落淤部位和河床演变趋势,虽然同期淤积数量和范围缩小,但河型转化仍将发生;相同水沙条件下,主支汊易位受壅水高度与河床周界条件的双重制约,水位壅高越多,水流动力轴线的变化越明显,泥沙落淤增多,地形条件改变;河床周界条件的变化又反作用于水流流态,从而进一步加速河床形态的调整.     

长江新济洲河段河道整治与稳定分析

位于南京城市上游的长江新济州汊道段的整治工程正在实施。由于新济州汊道段河道历来多变,近10多年来对于该汊道段的整治方案一直存在争议,其焦点主要在于其整治方案中中汊封堵工程对河道稳定的影响。河道河相关系是表征河道稳定特性的重要参数,借助于该河段平面二维水沙数学模型计算成果,从整治方案实施前后的河相关系变化出发,进行河段整治稳定分析,从而对中汊封堵方案的合理性进行研究。研究结果表明:采用封堵中汊整治方案,新生洲左汊河道泥沙更容易产生落淤,对新生洲右汊河道稳定影响不大。     

大盈江、瑞丽江中下游河道水流挟沙能力初探

水流挟沙能力是河流动力学的基本问题,是河床演变分析和河道整治工程设计的重要基础。随着临河、跨河建筑的增多,防洪影响评价工作的开展,面临越来越多河道演变等问题的分析计算,根据大盈江、瑞丽江中下游河段的水流泥沙实测资料对该河段水流挟沙能力进行了初步探讨。     

丹徒区的长江河势规划与整治

1河道概况长江流经丹徒区境内60km多,包括夹江在内江洲港堤总长122.05km,分属镇扬河段和扬中河段。镇扬河段左岸(瓜洲以下)是冲积平原,河床基本为疏松沉积物,抗冲能力较差;右岸是宁镇山脉的一系列丘陵阶地,河床基本为壤土和粘土组成,抗冲能力较好。扬中河段夹江两岸都是冲积平原,不抗冲。长江在丹徒区境内属分汊型河道。2河势演变分析1.镇扬河段①世业洲汊道世业洲南汊是主汊,向南微弯,长15km,分流比74%;北汊较平直,呈弓弘形,长13km,分流比26%。由于上游河势较稳定、两岸土质耐冲性较好、主汊水流阻力小等原因,长期以来,世业洲汊道处于相对…     

近期长江荆江河段河道演变对防洪影响的研究

由于受河床边界、水沙条件变化、江湖关系调整和人类活动等因素影响,近10a来,特别是1998年长江大洪水后,尽管荆江河段河势总体基本稳定,但局部河段河势发生了较大调整,河道演变较为剧烈.主要表现为重点河段主支汊易位、水流顶冲点上提或下移、洲滩及河道冲淤等,对护岸工程、堤防及下游河势等产生了一定影响.根据大量水文泥沙原型观测资料,探讨荆江河道演变规律,并针对河道演变对防洪的影响进行了初步研究,可为长江荆江河段河道整治提供参考.