黄河下游河道水沙变化与纵横向演变特征

采用实测资料分析的方法,探求了黄河下游河道水沙变化与纵横向演变特征。结果表明,黄河下游纵横向演变规律的研究,经过长期的探索,已取得了大量成果。但随着人类活动对流域系统干预程度的不断增大,特别是小浪底水库的运用和黄土高原大规模生态环境建设都将显著地改变进入下游的水沙条件,将对21世纪黄河下游河道治理产生深远的影响。因此,研究水沙变化条件下黄河下游河道纵横向演变规律是预测黄河下游河道演变趋势的前提,同时为小浪底水库初期运用下游河道治理提供技术支撑。     

弯曲河道成因及演化机制研究进展

在总结前人研究成果的基础上,对弯曲河道成因、水沙运动规律、河道演化机制3个方面的研究进展进行了概述。在弯曲河道成因研究中,概述了水沙变化、河床比降等对弯曲河道形成发育过程的影响;在弯曲河道水沙运动规律中,概述了水面横比降、横向环流和流速分布以及泥沙的输移问题等对水沙运动规律的影响;在弯曲河道演化机制中,概述了弯曲河道演化过程中出现的撇弯切滩现象。通过对以往研究的系统梳理发现,弯曲河道在形成过程中受水沙及边界条件的影响较大,目前对大尺度弯曲河道形成机制的影响因素的作用强度及水沙条件变化后弯曲河道非典型演变特性的研究成果较少,为进一步阐释弯曲河道的形成及演变机制等方面的问题,对弯曲河道的成因及演变机制研究进行了展望。     

三峡水库下游江湖演变与治理若干问题探讨

三峡工程于2003年6月开始蓄水运用,迄今已10 a,坝下游水文情势、河道冲淤与江湖关系等均已发生变化。简要分析了三峡水库蓄水以来长江中游江湖水沙输移特性变化、中游干流河道与三口分流道冲淤变化、中游干流河势变化与江湖关系变化特点;简要介绍了长江科学院近期利用实体模型和数学模型开展三峡工程运用后长江中游江湖演变的预测结果,并与实测资料进行了对比分析;在此基础上就长江干支流水库群联合运用后长江中下游江湖演变研究与治理若干问题进行了探讨,可为未来江湖治理的思路、方案的制定与实施等提供参考借鉴。     

荆江-洞庭湖水沙变化影响分析

荆江—洞庭湖水沙输移变化直接影响整个长江中游的防洪形势.通过实测资料分析了江湖水沙输移变化对荆江和洞庭湖的影响,分析表明,江湖水沙输移的调整变化引起下荆江流量的增加及城螺河段的淤积,城陵矶水位逐渐抬升,对荆江及洞庭湖防洪形势构成巨大威胁.采用河网水沙数学模型对三峡水库蓄水初期下游河道水沙输移变化及其影响进行了初步预测.计算结果表明,长江干流河道的冲刷使得荆江及洞庭湖区最高洪水位降低,防洪形势进一步缓和.     

国外典型水利枢纽下游河道冲淤演变特点

水利枢纽的修建将引起下游河道水沙条件的变化,尤其是水利枢纽对河流泥沙的拦蓄作用,打破了下游河道原有的相对平衡状况。为适应新的水沙条件,河道将发生冲淤调整,导致下游河势、河型变化,对下游河道的防洪及航运等产生较大的影响。对国外典型水利枢纽修建后下游水沙条件变化特点、下游河道的冲淤演变特点、河势与河型的变化等进行了分析研究。研究结果表明:水利枢纽修建后,下游河道普遍具有冲刷降低的趋势,下游河道的冲淤变化、河势及河型的变化受河岸与河床组成、河道平面形态及水库运行方式等多因素影响。     

荆江与洞庭湖汇流区演变分析

 对荆江与洞庭湖汇流区的水沙过程变化及河道演变等进行了分析，认为其主要的影响因素是江湖关系的调整变化、洞庭湖人工围垦和泥沙淤积、江湖汇流区下游河道变化以及上游来水来沙变化等。可供江、 湖治理和三峡枢纽下游河道可能发生的演变及工程措施的研究参考。     

三峡水库下游江湖演变与治理若干问题探讨简

 三峡工程于2003年6月开始蓄水运用,迄今已10 a,坝下游水文情势、河道冲淤与江湖关系等均已发生变化。简要分析了三峡水库蓄水以来长江中游江湖水沙输移特性变化、中游干流河道与三口分流道冲淤变化、中游干流河势变化与江湖关系变化特点;简要介绍了长江科学院近期利用实体模型和数学模型开展三峡工程运用后长江中游江湖演变的预测结果,并与实测资料进行了对比分析;在此基础上就长江干支流水库群联合运用后长江中下游江湖演变研究与治理若干问题进行了探讨,可为未来江湖治理的思路、方案的制定与实施等提供参考借鉴。     

生态河流动力学研究的进展与挑战

水利工程的建设和运行将导致水沙发生变化、河床发生演变。这些变化还引起了河流中水、沙、营养盐之间的分配关系发生变化,从而导致床面生物膜、浮游动植物、底栖动物以及水生植物等相应随之改变。针对这些变化的系统研究,本文提出了生态河流动力学的概念及理论框架,梳理了生态河流动力学研究中涉及的多个方面的研究进展,包括水沙输移及微地形演变的物理过程、营养盐和污染物质随泥沙输移的化学过程、以及水体中及床面处各类生物过程对于水沙输移及微地形演变的响应等,探讨了水沙输移与河流生物化学过程之间的相互耦合关系,进而提出了生态河流动力学研究所面临的多学科交叉、多尺度耦合等方面的挑战。     

黄河近期基础研究方向分析

在深入分析新形势下黄河治理开发和管理存在的问题及对科研的需求基础上,提出了治黄基础研究近期的主攻方向,重点涉及黄土高原水土保持与水库及下游河道关系、水库冲淤规律及调控技术、黄河河道水沙演进及冲淤演变规律、黄河口演变规律及模拟技术、黄河水沙预测预报、黄河重点区域用水基本规律、黄河污染物输移扩散及生态系统需水规律等7个研究方面.     

水沙变异条件下黄河口演变与治理研究动态及建议

在回顾黄河口演变与治理研究历史的基础上，系统阐述黄河口水沙条件、尾闾河道演变、拦门沙演变、滨海区海洋动力、河口对下游河道的反馈影响的研究现状。针对水沙变异条件下黄河口演变的新情况，总结黄河口演变与治理研究思路，提出了黄河口演变与治理研究中亟待解决的课题，试图为科学治理黄河口提供技术支撑。     

三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究

三峡工程泥沙问题是贯穿三峡工程论证、设计、施工、运行中的关键技术问题之一,针对三峡水库蓄水运用以来出现的新情况、新问题和新需求,开展了三峡水库和下游河道泥沙模拟与调控技术研究,取得了如下主要成果:揭示了三峡水库泥沙絮凝规律、清水冲刷条件下推移质输沙及河床二次粗化机理、坝下游典型滩群演变与水库水沙过程调节的响应关系;提升了水库和坝下游河道泥沙数学模型技术,大幅提高了模拟精度;建立了三峡入库泥沙预测模式,提出了三峡入库新水沙系列;揭示了长江与洞庭湖、长江与鄱阳湖江湖分汇关系调整机理及变化趋势;研发了透水坝头和台阶式坝头两种新型航道整治结构技术;提出了三峡水库泥沙调控与多目标优化调度方案,优化了"蓄清排浑"运用方式,拓展了三峡工程综合效益,为三峡工程高效安全运行提供了技术支撑。     

2002-2018年长江口基本河槽冲刷及形态调整演化趋势

三峡蓄水后清水下泄对长江口河床演变产生何种效应是泥沙研究者普遍关注的问题。在阐述长江口近期来水来沙和边界条件变化的基础上,分析了长江口基本河槽河床冲淤特点、形态演变及其趋势。分析表明,长江口基本河槽发生了全面的强冲刷,河床形态朝宽深比减小的方向发展。各分段基本河槽上、中、下3层河床的冲刷分布,体现了长江口愈向上游段受径流作用相对较大,而愈向下游口门受潮汐动力作用相对较大对河床冲刷影响的特性。在保滩护岸和近期圈围工程与岸线整治工程作用下长江口总体河势仍将继续保持相对稳定;在三峡蓄水后来沙大幅减小的大环境下,基本河槽将连续受到冲刷,河床形态仍将朝窄深方向发展。     

三峡工程运用后武汉段河道冲淤变化研究

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,并可能影响武汉河段的河势调整,进而可能对防洪产生一定影响。为此,在三峡大坝下游一维水沙数学模型最新计算成果基础上,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武汉河段水沙变化及河道冲淤演变研究。结果表明：三峡工程运用 50 年武汉河段河势没有发生大的变化,深泓线总体没有发生大的调整,白沙洲仍保持两汊过流的趋势,天兴洲左汊持续衰退,右汊发展。     

长江流域河流泥沙与治河防洪研究及实践

按照河流与泥沙基本理论研究、河流水沙模拟与专题研究和长江治理与防洪实践应用3个领域,对长江流域河流泥沙与治河防洪研究及实践进行综述。①河流与泥沙基本理论研究包括河流分级、干流河道分段与河势贴体网格等河流分类及形态研究,以及泥沙分界、长江水沙变化与输沙地形对比等泥沙特性及运动研究。②河流水沙模拟与专题研究包括河流水沙模拟研究与河流水沙专题研究,河流水沙模拟研究涉及河流水沙数学模型、应用及关键技术;河流水沙专题研究列举了弯道水流基本特性及数值模拟、空腔回流区水沙特性及模型变态影响研究,以及河湖岸线洲滩利用对河湖功能影响研究。③长江治理与防洪实践应用包括重大治江工程(三峡、葛洲坝、南水北调)研究、治江重大问题研究和长江防洪实践应用3个方面。建议加强基于泥沙的河流研究、不限于河流的泥沙研究以及河流与泥沙相互影响研究,并强化河流泥沙理论研究与治河防洪实践应用之间关联研究与成果转化。     

三峡工程运用初期上荆江杨家脑至郝穴河床冲淤变化试验研究

三峡水库修建后,由于水库调蓄作用,进入坝下游荆江河道的水沙过程发生了显著变化,荆江河道产生较明显的冲刷,已引起局部河段的河势调整,将在相当长时期内对两岸堤防、已建护岸工程和河道整治工程及河道的稳定产生不同程度影响,进而影响该地区的防洪、航运、生态与环境以及河流的综合服务功能的正常发挥.利用长江防洪实体动床模型试验研究了...     

南水北调引江济汉工程取水口位置比选研究

重点研究了南水北调引江济汉工程后三峡水库运用50年内,不同取水口河段泥沙冲淤、河势、水位的变化趋势,为合理选择进水口提供了科学依据。研究成果表明,由于三峡水库的拦沙及调节作用,改变了下游河道的来水来沙条件,使下游河段冲淤发生变化,河床处在不断调整过程中。在三峡水库运用50年内,各取水口河段河床冲刷主要集中在前10年,随后出现冲淤平衡、淤积等。兴建取水口工程后,工程对河段上、下游的影响是有限的,但其影响仅限于工程附近;各取水口的取水条件,均呈现出随着三峡水库运用年限的增加而发生变化。     

三峡水库坝下游河道反应与治理对策探讨

受三峡水库蓄水拦沙影响,坝下游河道将发生长距离、长时期的调整,并引起河势调整、崩岸增加、枯水位下降、荆江三口分流减少等河道反应,需采取科学的应对措施。介绍了国外关于均衡河流与优良河道形态的描述,引入传统五行系统观,分析了比降、流速、床沙、悬沙、水深5个因子的循环激励与制约关系,阐述了河流演变系统自动调整与再平衡过程。为应对河道反应,提出了河道整治与崩岸治理、水库优化调度、河道监测与分析研究等对策,探讨了河道治理原则和典型河段治理思路,建议采用护底加糙、口门改道、潜坝限流等整治措施,以期为坝下游河道保护与治理提供参考。     

维持黄河下游排洪输沙基本功能的关键技术研究

以河床演变学理论为基础，结合黄河下游河道输沙特点，对河槽的排洪输沙作用进行了量化表述，界定了黄河下游河槽排洪输沙基本功能．提出了黄河下游排洪输沙基本功能的判别指标体系；利用实体模型试验研究和实测资料分析．建立了水沙过程与河槽冲淤及断面形态调整之间的响应关系，提出了近期基本满足黄河下游河槽排洪输沙基本功能的概化水沙过程及相应的水量。并形成了水沙调控指标体系；初步提出了维持黄河下游河槽排洪输沙基本功能的中游水库群水沙联合调度方案。研究成果可为黄河小浪底水库水沙调控提供科学依据．对黄河下游的防洪减灾及水资源可持续利用具有重要意义。     

三峡水库下游河道冲刷粗化研究

三峡工程运行10余年以来,水库拦截了上游约75.5%的泥沙,破坏了原天然河道的自然形态与水沙条件的相对平衡,三峡大坝下游河道产生强烈冲刷,致使河床明显粗化。根据三峡水库蓄水后下游河段实测地形及床沙级配资料,分析了河道冲淤变化,并总结了四种床沙粗化计算方法。在此基础上利用接近冲淤平衡的宜枝河段实测资料对四种方法进行了验证计算。研究结果表明,韩其为方法的床沙粗化级配和冲刷深度与实测值吻合较好,较客观地反映了三峡水库下游河道的冲刷粗化过程。     

长江航道泥沙问题与治理技术进展

三峡水库蓄水以来,长江干线航道条件获得明显改善,但同时也产生了新的航道泥沙问题。依托系列国家重点研究项目及航道建设工程开展大量研究,初步揭示了新水沙条件下水沙运动机理,提出了航道泥沙模拟技术及适应不同河段泥沙特征的航道整治技术,发明了系列具有不同功能的航道整治建筑物新结构,进一步丰富了长江航道整治技术研究成果,有效服务了长江航道大规模治理工程建设。随着对长江航道泥沙问题认识的持续深入以及治理理念的逐步转变,航道生态、系统治理技术将逐步完善,并持续推动长江大保护发展和"黄金水道"功能提升。