黄河龙羊峡水库进出库水沙输移特性

根据龙羊峡水库进出库控制站的水沙实测资料,借助变差系数、偏态系数、Pearson相关分析和回归分析等方法,分析了进出库水沙的输移特性。结果表明:水库建设期年际径流量差和输沙量差波动明显,差异显著,出库水沙量大于进库的;水库蓄水运用对进出库水沙量的影响显著,进出库年均标准化径流量、标准化输沙量均呈下降趋势;龙羊峡水库蓄水运用后出库径流量的年内分配趋于均匀化,汛期径流量减小,非汛期径流量增大;进出库径流量和输沙量具有明显的正相关性,单位径流条件下出库的产沙动力高于进库的,相同径流条件下进库输沙量在水库蓄水运用后呈增大趋势。     

三维水沙输移模型对深圳深水湾水沙输移的研究

运用三维水沙输移模型研究深圳深水湾的泥沙输移,经过实测资料的验证,计算值能够模拟实际情况,表明波浪对泥沙输移有重要的影响。为进一步研究深圳深水湾泥沙在潮流作用下的输移规律,模拟了1998年7月21日至1998年8月21日涨退潮期间的水沙运动,计算结果表明深水湾属于泥沙淤积区域。     

三峡水库库区沙峰输移特性研究

近年来,三峡水库入库泥沙大幅减少,水库泥沙淤积大为减轻。受局部暴雨影响,入库泥沙主要集中在典型洪水期间,为水库的沙峰调度提供了有利条件。三峡水库在2012年和2013年汛期成功实施了沙峰调度,取得了较好的排沙减淤效果。利用实测资料分析和数值模拟等方法,对库区沙峰的输移特性和衰减规律进行了系统分析与研究。结果表明:三峡水库蓄水后,库水位抬高,库区水流流速减慢,沙峰输移时间较蓄水前大幅增加;库区沙峰衰减主要与河段长度、流量和泥沙颗粒有关。研究结果可为进一步掌握更精准的沙峰调度时机、制订更科学合理的沙峰排沙调度方案提供技术支撑。     

岷江流域水库建设对水沙输移的影响

岷江作为长江上游重要支流,为川西和成都平原社会经济发展提供了重要支撑。相较于长江其他主要支流,岷江流域整体水电开发时间略晚。近年来,岷江流域水库建设工程不断增多,流域水沙情况开始变化。根据实测资料,运用水沙过程线法和径流量-输沙量双累计曲线法,初步分析岷江水库建设特点、水沙输移变化,以及二者之间的联系。结果表明:水库数量和总库容分别在1970年和2005年后有了较大的提升,水库建设的趋势是由干流深入到支流,虽然近年水库建设数量减少,但高坝大库逐渐增多;随着建坝技术水平的提高,逐渐由易建造的土坝变为筑坝难度高的其它坝型;由于水库调控能力、拦沙作用的增强,流域主汛期径流量、输沙量出现坦化现象,年径流量和年输沙量在1990年后均有减小趋势,且年输沙量减少的趋势更明显。近期高场站年输沙量变化与岷江水库建设有着一定的负相关关系,随着岷江流域水库总库容的进一步增大,这种相关关系增强,且在汛期体现得更为明显。     

复式渠槽水沙输移特性研究综述

水流运动特性受边界的影响较大,由于复式渠槽特有的几何特征和边界条件,当发生漫滩流时,水流结构比较复杂,水流特性和泥沙输移规律均不同于单一渠槽。分别对顺直和弯曲复式渠槽漫滩情况下的流速分布、剪切力分布、水流阻力及泥沙输移特性进行归纳和分析。从复式断面形态、滩槽交互区动量交换、推移质泥沙运动特性以及自然因素条件对水沙输移特性的影响4个方面,对复式渠槽水沙输移特性的研究趋势进行了展望。     

基于GIS的黄河中下游水沙输移模拟系统集成

基于VB2005和ArcEngine9.2,研制和开发了基于GIS的黄河中下游水沙输移模拟系统,该系统主要包括前处理模块、水沙榆移模拟组件、后处理模块以及帮助和辅助工具模块,基本可以满足黄河中下游水沙输移模拟的需要,同时也为黄河数学模拟系统研发和集成提供了一个基础平台和框架结构.     

句容水库流域氮输移研究

将SWAT模型应用于苏南句容水库流域,模拟了流域内不同土地利用类型上植物吸收的氮,有机氮和硝态氮输出.结果表明:旱地、水田、林地上植物吸收的氮较大,有机氮输出量从大到小依次为旱地＞林地＞水田＞居民区＞水域＞建设用地,旱地和水田上随地表径流、壤中流、地下径流输出的硝态氮都较其它土地利用类型多,同时还分析了氮的年内输出规律,结果表明氮的输出都集中在降雨较大的月份.     

黄河下游河槽泥沙扬动与输移特性

本文利用大量水文资料,在前人研究的基础上,分析研究了黄河下游河槽泥沙扬动与输移特性。首先根据水文测验尤其是泥沙级配实测资料,间接分析各家公式的合理性,从而选择出物理概念清晰、符合黄河下游实际的扬动流速计算公式。对于粒径较小的泥沙,沙玉清、窦国仁等现有扬动流速计算公式都适用于黄河;随着泥沙粒径增加,几家公式差异变大,张罗号和罗诗琦公式同实测资料更为符合。在此基础上分析了黄河下游河槽不同粒径泥沙的扬动特性,认为“粗颗粒”泥沙在黄河下游河槽中水流量下亦能扬动。然后,选取黄河下游花园口、高村和利津站为下游代表水文站,采用汛期非漫滩情况下的实测数据,分别绘制了三站流量与泥沙以悬移形式运动的百分比关系图。引入扬动临界流量的概念后,各站泥沙输移特性变化规律基本遵循统一表达形式。进一步定量分析了各水文站泥沙输移特性,给出了扬动临界流量、扬动概率系数、输沙指数同泥沙粒径等因子的关系式,从而建立了泥沙以悬移形式运动的百分比与水沙因子的计算公式。结合未来30年内年均沙量减小的预测结果进行计算,表明黄河下游汛期日平均流量只要大于971 m³s,悬移质泥沙组成中的粗颗粒能保持悬移运动状态,同时表明加大流量是直接提升水流输沙能力的有效手段。     

从"05·6"洪水看珠江河口水沙输移

研究河口水沙输移规律,尤其是近年来河口水沙输移变化趋势,对于河口综合治理有着重要意义。根据近年来两次洪水期的水沙观测资料,分析了"05·6"洪水期珠江河口水沙输移及在各口门的分配,点绘了各口门流量与输沙率关系曲线,并与"99·7"洪水期水沙输移进行了对比,在此基础上对河口输沙率变化的原因进行了简要分析。     

江湖水沙输移与长江中下游造床流量的关系

长江中游江湖系统滞洪沉沙作用对干流造床流量会产生一定影响.针对该问题,选取枝城至大通为研究河段,以1953年至三峡水库蓄水前水沙资料和2002年河道地形资料,采用多种方法估算了长江中下游造床流量,分析了江湖水沙输移对受分流、汇流影响河段内造床流量的影响机制.分析结果表明:城陵矶以上为分流沉沙区,中水和洪水流量概率密度存...     

三峡水库动态汛限水位控制范围探讨

为了充分发挥三峡水库的防洪兴利效益,将当前单一汛限水位控制的运行方式改为动态汛限水位控制是必要的,也是可行的.在满足水库下游防洪标准和允许水库下泄安全流量要求的前提下,对主汛期和汛末期分别采用预泄方式和预蓄方式进行调洪演算,研究不同动态汛限水位控制范围的影响,得到了符合水库实际调度的动态汛限水位控制范围.结果表明,三峡水库实施动态汛限水位控制的运行方式,既可以避免抬高汛限水位引起的防洪风险,又能增加水库兴利效益.     

三峡水库水质演变趋势及保护对策

分析三峡库区干、支流水质现状及其在蓄水前、135m蓄水后和156m蓄水后3个阶段的演变趋势,研究水库蓄水对库区水质的影响。结果表明,库区干流现状水质总体较好且蓄水前后保持基本稳定;库区支流蓄水后水质有所下降,现状水质总体较差;部分支流的局部区段在蓄水后发生了水华。结合库区实际情况,针对性地提出了三峡水库的水质保护对策。     

水泥稳定三峡库区风化砂CBR值试验研究

以宜昌市三峡库区风化砂为研究对象,采用水泥对其进行稳定改良,拟用作公路路面基层。在风化砂中分别掺入3%,5%,7%,9%的水泥,在标准养护条件下,分别养护了7,14,21,28 d,然后进行加州承载比(CBR)值试验。试验结果表明水泥可以有效提高风化砂的CBR值,且水泥掺量和养护龄期均对风化砂的CBR值有很大影响;在养护龄期一定时,水泥稳定风化砂的CBR值随水泥掺量的增加逐渐增大,CBR值与水泥掺量之间呈良好的对数关系;在相同的水泥掺量下,水泥稳定风化砂的CBR值随养护龄期的增长稳步提高,CBR值与养护龄期之间基本呈线性关系。综合考虑经济性和风化砂的力学特性,风化砂中掺入7%的水泥能使CBR值达到最大值。     

三峡水库磷输移规律研究

三峡水库在发挥防洪、发电、航运等综合效益的同时,也带来了一定的生态环境问题。营养盐磷是水生生态系统的重要生源物质,水库运行拦截泥沙的同时也拦截了部分泥沙所承载的磷。本文利用1997—2017年期间三峡水库的实测流量、含沙量和磷浓度资料,定量分析了三峡水库的磷输移特征,包括时空分布、负荷变化、水库磷拦截率等,旨在明晰三峡水库运行对磷输移的影响。考虑三峡、向家坝和溪洛渡水库开始蓄水时间,将其划分为1997—2002年、2003—2012年和2013—2017年3个时段,分别代表水库蓄水前、三峡水库蓄水、以及上游水库群蓄水。结果表明,库区磷拦截率主要受汛期的磷输移规律的影响;忽略库区区间汇入的影响,基于逐月磷浓度数据可知,2003—2012年,三峡水库的总磷(TP)拦截率为59.8%,溶解磷(DP)拦截率为14.6%;2013—2017年,受三峡入库含沙量大幅减小及点源污染排放增强的影响,DP/TP比值升高,入库磷被更多地输运至下游河道,库区TP和DP拦截率分别减小为14.4%和—18.5%。泥沙对磷输移具有重要的"源"和"汇(缓冲)"作用,但TP与含沙量的关系曲线在汛期与非汛期、不同断面和...     

不同补偿调度方式下三峡水库分期汛限水位控制

在径流统计分析的基础上,确定三峡水库汛期分期,并分别研究了两种防洪补偿调度方式下的各分期汛限水位。初步分析结果认为,在满足原设计防洪安全要求的前提下,对荆江河段防洪补偿的调度方式,则三峡水库汛期汛前期汛限水位155 m,主汛期汛限水位维持145 m不变,汛末期水库运行水位为155 m;对兼顾城陵矶地区防洪补偿的调度方式,则汛前期汛限水位151 m,主汛期汛限水位维持145 m不变,汛末期汛限水位为147 m。这样的分期控制汛限水位不仅可以满足防洪要求,而且可以提高洪水资源的利用率。     

三峡库区香溪河消落带土壤磷时间动态研究

为探讨水华主要影响因子对三峡水库支流及库湾水华发生的影响,根据三峡库区水位变动规律,在香溪河消落带连续2 a(2013~2014年)开展了土壤磷素采样分析,并探讨了磷形态之间及其与土壤理化性质之间的相关性。研究结果显示:(1)2个水位涨落周期内,香溪河消落带土壤TP、水溶性磷(WS-P)、Al-P、闭蓄态磷(O-P)和Ca-P平均含量分别为749.43±56.43,9.05±1.10,26.41±5.55,46.62±7.57,112.49±17.47,228.76±11.26 mg/kg;消落带土壤中钙磷Ca-P和O-P是无机磷(IP)的主要赋存形态,Ca-P/IP均值为53.27%,O-P/IP均值为26.52%。(2)2014年消落带土壤TP和Ca-P与2013年相比呈增加的趋势;2个水位涨落周期内,土壤Al-P在泄水期含量显著高于出露期和蓄水期,而Fe-P在蓄水期含量显著高于泄水期和出露期(p0.05),两者呈相反的消涨趋势;消落带各海拔高程磷形态含量有所差异,变异系数分析表明,周期性淹水可导致消落带不同高程磷形态含量的变化,并增加了其分布的空间异质性。(3)冗余分析(RDA)排序和相关性分析得出p H是影响Ca-P的主要因素,土壤p H偏碱性是导致土壤Ca-P含量上升的重要原因;土壤有机质(SOM)是影响Al-P,Fe-P,O-P含量的主要因素;Al-P,Fe-P含量呈显著性正相关,而均与Ca-P含量呈显著性负相关(P0.05)。     

三峡水库蓄水以来近坝区水温垂向结构分析

三峡水库是否存在低温下泄水流一直是国内外专家学者关注的热点问题之一。本文以三峡大坝上游距离最近的庙河断面作为典型断面,利用2004-2009年实测水温资料,分析三峡水库近坝区水域水温垂向结构,结果表明：三峡水库近坝区目前还没有形成温跃层;温差较大的区域（0-75 m）均位于电站取水口高程（110 m）以下;三峡水库不存在低温水流下泄问题。     

三峡水库汛限水位动态控制可行性研究

应用实际观测资料,分析三峡水库水文气象预报精度和长江上游来沙量,研究三峡水库实施汛限水位动态控制的可行性.结果表明,三峡水库入库洪水1d、2d、3d预报精度均达到甲级标准;其区间流域未来24h、48 h无雨和小雨预报信息可以用于实时调度;与1961年～1970年系列相比,2003年～2009年系列各站年均来沙量减少44...     

应用一维水动力学模型预测三峡水库蓄水位

三峡水库是河道型水库,以常规的静库容方法推算库区水位变化误差较大,有必要应用水动力学模型进行计算。建立了基于一维非恒定流的水动力学模型,模拟库区河道水流演进过程,预测三峡坝前的水位、流量过程。选取2007年9月25日至10月3日的三峡水库蓄水资料进行计算,并与实测水位比较。结果表明,该模型具有较好的精度,能够为实际蓄水调度提供参考。     

Large-scale 3D numerical modelling of flood propagation and sediment transport and operational strategy in the Three Gorges Reservoir,China

Sediment deposition carried by flood flow is the main cause of reservoir sedimentation. This can be reduced by an appropriate operational strategy of flood flow and sediment in the reservoir. High-precision and large-scale hydrodynamic models to predict flood propagation and sediment transport in reservoirs are extremely important for an efficient flood forecasting and real-time joint regulation of water and sediment in reservoirs. In the present study, the three-dimensional (3D) numerical semi-implicit cross-scale hydroscience integrated system model (SCHISM) was adopted to model the flood propagation and sediment transport in the approximately 280-km-long reach in the Three Gorges Reservoir. This model is mainly focused on analysing the asynchronous movement characteristics of flood propagation and sediment transport and the operational strategy of sediment peak regulation. The flood event in July 2013 was reproduced by the numerical model, which was validated by a comparison with the measured data. The results indicated that the numerical model has the ability to accurately simulate the flood propagation and sediment transport processes. The time that the sediment peak lags behind the flow discharge peak increases as the flood waves propagate downstream, reaching 8.1 days at the dam site. During the rising period of the flood, the discharged flow is lowered to reduce the flood peak, and when the sediment peak reaches the dam, the discharged flow is increased to release high concentration sediment during the flood recession period so as to reduce sedimentation in the reservoir. The model results agreed well with the measured results. The 3D numerical model can be used for the real-time prediction of the arrival time of the flow discharge and sediment peaks for the joint regulation of water and sediment in the Three Gorges Reservoir.