黄河下游河道横断面的若干特点

探讨了黄河下游不同河段断面水力几何形态及断面形态特征参数之间的相互关系与变化特点,认为:①游荡型河段河宽随流量的增大而增大,但水深与流量之间没有相关关系,河相系数也随流量的增大而增大,面积的增加主要是通过河宽的增加来实现的,面积与水深之间没有相关关系,而平均水深随河宽的增加具有减小的趋势;②蜿蜒型河段在水流达到满槽河宽之前,断面几何形态和断面特征参数的变化与游荡型河段相似,在水流达到满槽河宽之后,断面几何形态和断面特征参数的变化与游荡型河段的断面极为不同;③过渡型河段断面特征参数的变化既具有游荡型河段的断面特征,又具有弯曲型河段的断面特征,但在1965~1974年的集中整治后,变为弯曲型河段的断面参数变化特征;④研究黄河下游河道输沙及河床演变时,必须注意到不同河段断面形态的显著区别,特别是蜿蜒型河段的断面形态在满槽河宽前后的显著区别。     

三峡工程下游宜昌至湖口河段河道演变研究

三峡工程建成运用后,水库下泄泥沙数量大幅减少,长江中下游河道将经历长时期、长河段的冲刷过程。采用一维恒定非均匀悬移质不平衡输沙数学模型,计算了三峡工程下游河道的冲刷状况,对河道冲刷过程、河型变异及河势调整等进行了预测评估。将计算结果与三峡水库2003年蓄水运用后宜昌至湖口河段的实测资料进行对比分析。结果表明,冲刷过程中河道水沙状况发生了一定变化,但原有的基本河型仍保持不变;总体河势稳定,局部河段河势有不同程度的调整。河床冲刷过程和河道演变状况尚在预测范围以内。     

一种正弦派生曲线弯道的演变试验研究

不同河流形态间的交替转化,伴随着河流阻力规律的变化。为研究基础河型的演化规律,在实验室条件下,通过控制初始河道弯曲度、河宽以及流量,对正弦派生曲线弯道短期演变的特征规律,如河岸线、水流动力轴线和地形变化等进行了研究。结果清晰地表明了不同工况下河道的不同发展特征,"大水"条件下河道容易渠道化,河岸线趋于顺直,河道宽度主要受到初始河道弯曲度及水流流量的影响。总体来看,用非黏性泥沙作为实验材料,实验河道易向着游荡型方向发展,但在一定的时间段内,存在着典型弯曲河道演变特征,且可明显地观察到床面对流量的非线性响应特征。实验结果能为天然河流的平面形态演变研究提供支持。     

黄河下游河道横断面变化特点分析

探讨了黄河下游不同河段断面水力几何形态及断面形态特征参数之间的相互关系与变化特点。研究结果表明:①游荡型河段,河宽随流量的增大而增大,但水深与流量之间基本没有相关关系;②蜿蜒型河段,在水流达到满槽河宽之前,断面几何形态和断面特征参数的变化与游荡型河段相似;在水流达到满槽河宽之后,水面宽与流量关系不大,平均水深与流量成正比关系;③过渡型河段断面特征参数的变化具有游荡型河段的断面特征,又具有弯曲型河段的断面特征。     

潮汐河段糙率n的计算分析

针对平原河道糙率计算方法,探讨受潮汐影响的宽浅河段糙率计算。以长江河口段为例,分析潮周期内流量变化过程以及流速沿水深分布特征,选取落潮稳定时段,利用流速垂线分布特征及Einsten断面综合糙率计算方法计算河道糙率。利用明渠非恒定流圣维南方程,推算涨落潮历时过程中计算河段逐时河道糙率n,分析非恒定流量变化d Q/dt对糙率影响,反映了潮汐河段河道糙率变化特征,分析其落潮过程中,随水位降落洲滩水深植被等影响下河道糙率的变化情况,采用落潮稳定期天然实测资料,进行代表性断面测点垂线流速分布特征,综合糙率计算法和河道水力计算推求糙率法,分析确定河道糙率。     

河道整治工程对游荡型河道断面形态的影响

基于1960—2014年黄河下游游荡型河道整治工程修建情况和实测流量及断面地形资料,分析各时期工程密度和在同流量条件下断面形态（河宽、水深、河相系数）的变化情况,结果表明：黄河下游游荡型河道整治工程的修建有效改善了河道断面形态,在河道整治工程密度较小时不能有效控制河势,整治工程对河道断面形态影响较小;随着河道整治工程密度的增大,在同流量条件下河宽减小,水深增大,河相系数减小,河道断面形态向窄深方向发展,可见河道整治工程在达到一定密度时对河道断面形态有明显的改善作用,在一定程度上限制河段的游荡特性,起到了稳定主流、控制河势的作用。     

三峡工程运用后荆江不同河型河道演变分析

利用三峡工程运用以来实测水沙和地形资料,分析荆江河道分汊、弯曲、顺直等河型调整的规律,并对其变化原因进行探讨.三峡工程运用以后,分汊型河道变化主要表现为凸岸支汊发展;弯曲型河道演变特点为凹岸深槽淤积,凸岸边滩冲刷,断面形态由偏“V”单槽向“W”型双槽转化;顺直型河道变化特点是两岸交错边滩冲刷,深槽淤积,河道断面向宽平方向发展,深泓年内变化频繁.从水流能量的角度,探讨了荆江不同河型河道调整的原因.由于三峡工程运用后荆江特别是下荆江河段水流输沙所需要的弯曲度明显较建库前小,因此弯曲河段凸岸边滩冲刷以减小水流弯曲度,是响应上游水沙变化的重要方式.     

基于HEC-RAS的不同水面线推算方法比较

水面线推算是河道防洪治理工程设计中非常重要的环节。本文介绍了HEC-RAS的恒定流和非恒定流计算原理,并以大富水应城至南垸河段为例,分别用恒定流和非恒定流模块对大富水20年一遇和30年一遇洪水进行了计算。结果表明:同等条件下,恒定流计算结果大于非恒定流计算结果,且来流量越大,两者的差值越大。     

小浪底水库对下游游荡河段河床形态与过流能力的影响

小浪底水库蓄水拦沙以来,进入黄河下游的泥沙大幅度减少,引起了下游河道的再造床过程。以黄河下游游荡河段1986-2015年实测大断面资料为基础,从河床冲刷量、平滩河槽形态、平滩流量等方面分析了小浪底水库运行前后黄河下游游荡河段的河床调整过程及过流能力变化,并还原了无小浪底水库时的平滩河槽形态参数及平滩流量。研究结果表明:小浪底水库运行后,黄河下游河道持续冲刷,累计冲刷量为18. 6亿m³,其中游荡河段所占比重达到72%。典型断面及河段尺度的平滩河槽形态调整明显,平滩河宽与水深增加,河相系数逐年递减,横断面形态总体向窄深方向发展。主槽过流能力明显增加,河段平滩流量都有不同程度增加,游荡河段内三个分河段的增幅分别为3 381 m³/s、4 450 m³/s及4 590 m³/s。还原了无小浪底水库条件下2015年汛后游荡河段的平滩面积及平滩流量计算值,分别为有小浪底水库时的64%和80%。     

连续急弯对河段输沙能力的累积效应试验研究

连续急弯在天然河道中广泛存在，研究其水沙运动规律，对急弯河段河道整治及灾害防治具有重要的指导意义。针对黄河下游连续急弯河段，以非恒定流动床物理模型试验为基础，探讨了连续急弯对河段输沙能力的累积效应，结果表明：连续急弯造成额外的能量损失，在特定水沙条件下导致河道整体上呈淤积状态；连续急弯河段输沙能力沿程减弱，整体上呈现出流量越大输沙能力减弱幅度越大的特征；急弯的平面几何特征可用中心角(θ)和曲率半径与河宽之比(r_c/B)的乘积表示；涨水阶段，弯道平面几何特征与输沙能力负相关；退水阶段，当漫滩流量接近平滩流量时，输沙能力在局部弯道稍有恢复，水流归槽后，弯道平面几何特征与输沙能力又恢复为负相关关系。     

黄河下游河槽萎缩与防洪

河道的形态是在一定边界条件下来水来沙过程长期塑造的结果，通过定性分析探讨了河道滩槽结构形成的机理，证明了天然河流中滩槽稳定结构是洪水与枯水长期作用的动态平衡结果，来水来沙条件的趋势性改变将导致滩槽结构的改变，在一定条件下甚至出现无明显主槽的局面，一些季节性河流的例子进一步证实了这种推论，从黄河下游这些年河床变化的特征分析，如不能有效改变长期断流和主槽泥沙淤积状况，大堤约束较小的河南河段也有向无明显主槽的完全游荡性河流变化的趋势，顺堤行洪，大堤偎水的频率将大大增加，从防洪减灾角度出发，提出了黄河下游今后河道治理可能主要在于来水来源的合理调度，河道河势控制工程的管理和滩区防洪减灾软环境的建设等几个方面。     

利用室内模拟试验确定河流的扩散系数

本文提出的以室内模拟试验求扩散系数的方法是种新的尝试,采用几何相似原理,通过不同流量、流速条件下的室内模拟试验,计算出河流相应条件下的扩散系数,并以吉林省第二松花江为例进行了计算。模拟试验能够更好地研究不同水动力条件下污染物的扩散运移规律。     

河湾水流与河床冲淤综合分析

本文在两个弯道模型试验基础上［１，２］，综合分析了国内外的有关研究成果。文中首先阐明河流蜿蜒弯曲的必然趋势和河湾内环（副）流伴随主流形成螺旋流动前进的特征，并对弯道内主流位向变化、环流强度、水面横比降等作了分析，推荐了计算公式。其次，对河湾水流的横断面流速分布和沿河宽的单宽流量分布给出了计算方法，并分析求得了河湾冲刷深度的公式；依此可以计算河湾冲淤河床的平衡断面。     

金安桥水电站工程截流施工技术及特点

金安桥工程利用1号导流洞单洞分流下进行大江截流,截流流量为829 m3/s,龙口最大落差4.72 m,最大流速达7.15 m/s,截流段河床地形、地质条件复杂。在截流模型试验各种工况的试验成果基础上,结合截流的现场地形条件、分流特点、截流填筑材料等方面的分析比较后确定了上、下游土石围堰一次断流、右岸2条导流洞全年导流和60 m宽戗堤右岸单向进占立堵的截流方案,顺利实现了大江截流。     

MIKE11HD模型在下辽河平原河网模拟计算中的应用

利用MIKE11软件对下辽河平原河网的水流进行模拟分析,并利用流域内河网实测流量、水位资料进行验证。结果表明,计算值与实测值吻合较好,具有较好的精度。通过MIKE11软件预测河道水位、流量可为河道规划设计和防洪调度提供决策依据。     

纵向岭谷区怒江健康流量阈值研究

从河流的自然属性和社会属性出发,分析了河流健康的内涵,论述了流量是河流健康的第一要素,如果没有流水,将不成其为河流.根据纵向岭谷区怒江的基本特性,从河流动力、河流生态、环境保护、社会经济以及河床演变等5个方面,分析了怒江在考虑不同影响因素条件下的健康流量阈值,最终取其外包,纵向岭谷区怒江电站梯级开发的光坡电站应下泄533 m3/s作为怒江健康流量的阈值.探讨怒江健康流量的阈值的意义就是要正确处理好怒江开发与保护的关系.     

河流再造床过程中河型变化的实验研究

河流上修建枢纽工程将改变下游河道来水来沙条件,并导致河流再造床过程。本文通过室内概化水槽实验研究了清水下泄时河道比降、入流角、流量及河床组成等因素影响河流再造床过程中河型变化的规律。研究发现,对于一定的河床组成,如果控制河槽的冲刷下切,当入流角为0时,随着比降、流量的增加,初始顺直的河槽将会展宽增大湿周从而降低消耗,河槽宽深比随比降、流量的增加而增大,随组成河床颗粒粒径的减小而增加;当入流角大于0时,随着比降的增加,初始顺直的河槽一方面增大宽深比,同时呈现弯曲特征,在一定的比降、流量及河床组成条件下,将形成具有明显弯曲特征的主槽。     

引黄输水管道穿河段河势演变与水流动力学特性

河势演变和水流的动力学特性,对水利工程安全和穿越管道的防护设计具有重要意义。本文结合不同洪水流量时的河势演变,给出了不同水流的水面差值,横向垂线流速分布,环流的环量和环流间的诱导速度;分析了水流及其动力学特性产生的横向与纵向作用力,动量和动量矩的作用,可能出现的绕流升力和压差阻力等,为类似研究与工程设计提供一个范例。     

河道整治对洪水情势影响的初步分析——以松阳县松阴溪干流为例

河道整治特别是两岸堤防的新建、加高和加固等措施是提高河道防洪能力的主要工程手段,但是河道堤防在满足设计标准后,在发生设计频率洪水时,原来的洪水漫滩现象大大减少,这将增加下游的洪峰流量,洪峰时间也将提前,对下游的防洪有一定的不利影响。以松阳县松阴溪干流为例,通过河道非恒定流模型计算发现,松阴溪流域遭遇20年一遇洪水时,河道堤防整治后靖居口水文站处洪峰流量将增大5.3%,峰现时间提前0.9 h。     

20世纪80年代以来珠江三角洲网河区河性演变

针对20世纪80年代以来珠江三角洲网河受大规模采沙影响,其河道特性发生的显著变化,基于实测资料,从网河区河道的河床演变、水沙条件、同流量水位变化、西江和北江分流分沙变化、河槽容积及河道行洪能力等方面分析了珠三角网河区河性的演变情况。结果表明:20世纪80年代以来,网河区河床下切严重,来流量变化不大,来沙量大幅下降,同流量下水位下降明显,思贤滘对西江、北江的分水分沙有所调整,河槽容积增大,河道的行洪能力提高。随着规模取沙的减少,2005年后网河区河道进入新的平衡演变阶段。