葛洲坝工程对坝下游河道行洪影响的计算分析

本文建立了河道洪水一维非恒定流数学模型，进行了坝下游宜昌一监测河段，“８１．７”洪水复演计算，验证结果较好，应用该数学模型，还进行了该坝下游河段的行洪对比计算，初步论证了葛洲坝工程对坝下游河道行洪水位、洪峰流量、河道槽蓄特性的影响。     

基于MIKE11模型的鹅头分汊型河道水面线及分流比计算

分汊型河道是冲积平原河流中常见的一种河型,研究分汊型河道的水面线及分流比对于在分汊型河道上设计涉水工程具有重要的意义。本文以汉江襄阳鱼梁洲河段为例,根据2015年实测固定断面和2011、2017年实测洪水调查资料,采用MIKE 11一维水动力模型对鹅头分汊型河道的水面线及分流比进行了研究,结果表明:各级不同来水条件下,汉江鱼梁洲左、右汊分流比较稳定,总体变化不大;随着干流总来水流量增大,汉江左汊的分流比随之增加。     

略论黄河的宽河定槽防洪治河策略

本文根据实测资料说明了宽河段的滞洪效果和稳定的河道主槽对控制河势的重要作用。由于黄河下游洪水峰高量小，宽河段的槽蓄能力有利于滞洪，而且由于宽河段的滩区落淤沉沙作用，也有利于减缓河床的抬升速度。据此，作者提出“宽河定槽”的治河防洪原则。它是传统的“宽河固堤”治河策略的一个发展，也是近五十年治黄经验的总结。     

基于MIKE11的平原河道水面线分析计算

以平原河道东鱼河为例,采用MIKE11一维水动力模型计算水面线。分别对中游河段、下游河段验证站各选择两场洪水进行模型验证,拟定滩地、河槽分区糙率,设置河段上游流量边界、下游水位边界。结果表明,在洪水大流量、高水位阶段,场次洪水的模拟水位与实测水位整体吻合较好,模型具有较好的适应性。在既定水文水力条件下,推求20年一遇标准洪水设计水面线,分析了流量~水位及水位~过水面积关系,相关成果可为河道洪水调度提供决策参考。     

基于GIS的碾盘山-新城河段槽蓄量计算

选取汉江下游碾盘山-新城河段2005年实测河道地形资料作为研究实例，阐述了基于GIS技术的河道三维表面生成和河道槽蓄量计算的方法与步骤；选取等高线量算法作为参照方案与GIS方法进行比较研究，结果表明两种方法的精度相当，且GIS方法从效率和对地形信息的利用程度上均优于等高线量算法；展望了GIS技术在水文学领域的应用前景。     

基于DEM的河道断面构造改进方法及洪水演进精度评估

基于高精度数字高程模型（digital elevation model，DEM）数据，采用直接提取法和改进的断面构造法获得河道断面数据，将上述2种方法提取的河道断面数据作为水动力学模拟软件HEC RAS(hydrologic engineering center′s river analysis system)的主要输入，开展一维和一二维耦合水动力学数值模拟，使用实测的河道断面数据进行结果对比分析，评估不同河道断面快速获取方法的效果。将研究方法在美国佛罗里达州迈阿密河下游河段进行应用，选取2004、2014和2017年3场典型洪水，分析2种不同断面形态下洪水演进模拟结果的差异。结果表明，直接提取高精度DEM所得的河道断面数据在准确性上仍有欠缺，采用断面构造法修正后的河道断面数据模拟出的洪水水位与观测水位的均方根误差(RMSE)小于0.1 m，与实测结果十分接近，在缺少河道断面资料的地区可替代实测断面，获得可信度较好的模拟结果。     

黄河下游河道洪水期输沙规律研究

利用1960—2010年黄河下游304场次洪水实测水沙资料,以小浪底站为黄河下游河道进口控制站,以花园口、高村、艾山和利津4站为节点将黄河下游划分为4个河段,系统地研究了黄河下游洪水期河道水沙输移规律,分析了花园口、高村、艾山和利津4站输沙率与各自上站流量、含沙量和输沙率的关系。结果表明:黄河下游河道的下站输沙率与上站输沙率有很好的相关关系。在此基础上,进一步对小浪底场次洪水来沙系数进行分级,得到了分级来沙系数的下站输沙率与上站输沙率的相关关系。采用建立的下站输沙率与上站输沙率关系式计算得到的黄河下游各河段冲淤量和冲淤过程与实测资料符合很好,具有较高的精确度。利用建立的关系式可以方便地预测未来黄河下游河道洪水期不同河段冲淤量,快速判断场次洪水对黄河下游河道冲淤的影响。     

黄河下游窄河段洪水演进特征研究

基于小浪底水库运用前后黄河下游窄河段的河道形态变化,利用MIKE11模型,对黄河下游艾山—泺口窄河段2000年、2003年、2013年洪水过程进行模拟。根据实测资料进行了河床糙率率定及模型检验,并分析不同年份洪水水位流量的变化、洪峰沿程折减以及洪水传播时间变化。结果表明:小浪底水库进行调水调沙以后,黄河下游窄河段过流能力增强,河道对洪水的沿程削峰能力减弱,洪水传播时间缩短。     

葛洲坝及三峡工程对上游槽蓄曲线影响探讨

影响水面线及槽蓄曲线的因素可概括为河段自然地理状况及水流情势.随着水利水电工程的开发建设,人类活动影响日益凸现.以三峡工程坝址以上河段为例,根据三峡库区大量实测地形和水文资料,遵循水力学分析原理和方法,建立数学、物理模型,研究三峡坝址以上河段在天然、葛洲坝单独蓄水运行、三峡工程二期导流3个不同时期的水面线和槽蓄曲线,探讨了两项水利工程建设对上游槽蓄曲线的影响.分析表明,受工程影响,同蓄量水位抬高,同水位蓄量减小.三峡坝址至双江河段蓄量同为40亿m\+3,天然时期坝址水位为63.05 m,葛洲坝蓄水后坝址水位抬高6.38 m,三峡工程二期导流时期坝址水位抬高达8.71 m.     

SMS在河道冲淤分析中的应用

一、引言目前根据实测资料分析河道冲淤的途径主要有两种:一种是根据河道水下实测地形切割断面,按几何法(简称地形断面法)直接计算河道泥沙的冲淤体积,即由某一水位高程下的上、下断面过水面积计算断面间相应水位下的河道槽蓄量,对各计算断面间的河道槽蓄量累加,并由此计算全河段相应水位下的河道槽蓄量;     

克孜河平原区洪水类型分析与设计洪水计算研究

克孜河中下游平原区河段流经克州乌恰县和喀什地区,多年来下游农场河段淤积严重,堤防标准不足,防洪隐患较为突出.为开展克孜河中下游河道及农场灌区治理,需要对克孜河平原区河段洪水进行计算和分析.以卡拉贝利、卡浪沟吕克等站实测数据为基础,考虑已建工程洪水调节因素,采用单断面流量水位计算和水面线计算方法比较研究,得出了较为准确的...     

黄河内蒙古段凌期槽蓄增量变化与影响因素

分析了黄河内蒙古河段凌期槽蓄增量的变化情况与影响因素,结果表明:刘家峡水库运用以来,内蒙古河段凌期槽蓄增量呈增大趋势,尤其是龙羊峡水库运用以来,槽蓄增量进一步增大;槽蓄增量的增加主要集中在巴彦高勒-头道拐河段;凌期径流量增大是槽蓄增量增大的主要原因,但龙羊峡水库运用以来槽蓄增量的增大还与河道淤积、过流能力减小有关;凌峰主要形成于巴彦高勒-头道拐之间,刘家峡水库运用以来槽蓄增量的增大对凌汛洪水影响明显,头道拐站凌汛洪水洪量和洪峰均不同程度增大;槽蓄增量的影响因素主要包括气温条件、径流条件及河道边界条件.     

河网非恒定流数值模拟及应用研究

基于平面二维圣维南方程以及下游水位流量关系,采用非正交的四边形网格,以及水面-流速校正的Simple算法,建立了复杂河网区二维非恒定水流数值模型,采用有限控制体积法(FVM)进行数值计算.为了减少长河段或流量剧烈变化河段的计算误差,模型的数值计算中对下游断面水位流量与内点的数值离散进行了耦合求解.利用大渡河下游沙湾至乐山的河网河段天然实测及拟建安谷水电工程物理模型实验资料,对模型参数进行了率定和验证,并计算出工程前后河段槽蓄量变化.研究成果表明,该数值模型能够模拟复杂河网洪水演进并获得了较高的数值精度.     

三峡工程运用后长江中下游冲淤变化

三峡工程建成运用后,改变了水库下游河道的水沙条件,坝下游河道水流输沙能力处于不饱和状态,河道将发生沿程冲刷,并可能引起河势的调整,进而可能对防洪产生一定影响.为此,采用数学模型计算与实测资料分析的手段进行了三峡工程建成后长江中下游江湖水沙变化及河道冲淤演变及其对防洪影响的初步研究.结果表明,三峡工程蓄水运用后,长江中下游河道发生大量冲刷,同流量水位降低.各河段冲刷量达到最大时,荆江河段河床平均冲深约2.0～5.3 m,槽蓄量约增加13亿m3,城陵矶至武汉河段河床平均冲深约2.5 m,槽蓄量约增加8.5亿m3;由于干流河床冲刷,荆江三口分流分沙减少,洞庭湖湖区淤积减缓,增加调蓄量约23.8亿m3;水沙过程改变、河床冲刷及局部河势调整对河道稳定及堤防、护岸工程的安全会带来一定影响,需采取相应的对策措施.     

基于DEM的河道演变可视化表达和定量分析

 为了解长江口南支河道近百年来的演变特征,利用该河道1900-2001年的海图资料,建立河道水下数字高程模型(DEM),并对其1900年以来的冲淤演变进行可视化表达和定量分析。结果表明：①DEM是进行河道演变可视化分析和定量分析的有效手段。②1900-2001年间长江口南支河道槽蓄量略微增大,0 m以深槽蓄量年均增大0.027亿m3;整个河道区域表现为微冲,年均冲刷量为0.033亿m3,年均冲刷厚度为0.37cm(包括人工挖泥吹填、疏浚量在内)。③不同时段和不同河段的冲淤状态不同。1958年以前和1979年以后河道演变表现为冲刷和扩大,在1958-1979年间为淤积;位于南支河道入口处和出口处断面的冲淤变化比河道中段断面剧烈。     

黄河下游河道萎缩过程中洪水水位变化研究

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,研究了河道萎缩过程中黄河下游洪水水位的变化特征与变化机理。研究结果表明:1986年后,黄河水沙过程变异,下游河道严重萎缩,洪水起涨水位显著升高,洪水上涨过程中水位涨率明显增大,滩槽水位变化不一致性增强。洪水起涨水位的升高主要是河道萎缩过程中主槽持续淤积抬高所致,起涨水位的升高对洪峰水位抬升幅度影响大,而行洪过程中黄河下游宽河段强大的断面调整功能极易造成洪水水位的陡涨猛落,其影响也不容忽视。通过引入洪水水位涨率特征参数θ,建立了θ与黄河下游河道主槽宽度、滩槽糙率比、排沙比等因素的定量关系,结果显示,黄河下游河道萎缩过程中,输沙能力降低,主槽宽度大幅度缩窄,滩地阻力明显增大,均会导致洪水水位涨率增大。以谢才公式为基础的理论分析进一步证明,黄河下游河道洪水水位涨率与河道萎缩具有非线性响应关系,河道萎缩越严重,洪水水位涨率增大的幅度越大。     

黄河下游河道冲淤计算方法

本文介绍黄河规划治理中常采用的下游河道冲淤计算方法.黄河下游来水含沙量大,含沙量变幅大,河床边界条件复杂,特别是漫滩洪水及高含沙洪水,洪峰沿程传播变形及滩槽水流横向交换引起的滩槽冲淤变形均较明显.实际上是三维非恒定流的河床变形问题.本计算方法由黄河下游实测水沙资料分析求得黄河下游各水文断面主槽输沙公式,它反映了黄河下游各断面输沙率不仅与本断面水力条件有关,而且与上游断面来水含沙量有关.根据下游河道型态特性对河床边界条件进行概化处理,运用一维河床变形的三个基本方程进行河床变形计算.漫滩洪水采用马斯京根法进行洪水推演,将不断进行的滩槽水沙横向交换概化为分段进出的漫滩水流.在每小段进出口处进行滩槽水流混合及滩槽分流计算,在每小段内分别进行滩地和主槽的一维冲淤计算.经过三十余年实测资料验证,不论冲淤总量还是沿程各河段及横向滩槽冲淤分布均较符合实际.     

深圳新开河的水力计算

在我国现行的河道规划设计中,一般都是采用设计入流过程线的最大洪峰流量,推求河道水面线,据以确定河道断面和堤防设施。实际上河道入流洪峰流量是受河道沿程槽蓄量的影响而向下游逐渐递减的,因而现行的方法所     

基于MIKE FLOOD耦合模型的塔洋河下游洪水演进分析

海南省塔洋河下游段降水丰富,洪水灾害频发,急需构建该河段洪水演进分析模型,为科学防洪减灾措施制定提供支持。基于塔洋河下游河段实测断面资料与高精度DEM,采用MIKE FLOOD建立河段一维水动力模型和两岸洪水威胁区二维水动力模型并实现两者的实时动态耦合,模拟分析下游河段50年一遇洪水漫溢演进过程及淹没风险,计算不同时段内洪水淹没范围和水深分布,并从水量平衡和流场分布等角度对计算结果进行合理性分析。结果表明,所建模型能够有效模拟塔洋河下游洪水演进过程及风险分布特征,计算结果较为合理可靠,可为区域防汛指挥、洪水风险管理与防洪预案制定等提供重要基础信息。     

基于积分形式槽蓄方程的Muskingum方法研究

马斯京根法由于其简便性，成为在天然渠道和河流的洪水演进计算中最常用的方法之一。但它并不是很完善的方法。马斯京根法的一个缺陷是它假定河道槽蓄量和“示储流量”之间是线性关系。本研究提出一种积分形式的新的槽蓄方程，即使在河道槽蓄量和“示储流量”之间是非线性关系的条件下也能给出正确的河段槽蓄量。马斯京根法的方程式经过改进来适应新的槽蓄方程。在新的槽蓄方程和改进的马斯京根方程的基础上，一种新型的洪水演进方法建立起来了。新建立的演进方法从一个侧面解释了马斯京根参数x的含义。