河岸与河底相对粗糙度对河道平衡形态的影响研究

边界条件对河流地貌形态具有重要影响,基于河道边界阻力水力半径分割方法,利用变分方法研究河岸与河底相对粗糙度对冲积河流平衡河道形态的影响.结果表明,河岸与河底相对粗糙度对河流达到平衡时的最大输沙率有一定的影响,但对河道平衡形态的影响非常显著.在临界和平均水力几何形态关系式中,随着河岸与河底相对粗糙度的增大,河宽关系式的系...     

冲积河流推移质输沙最优河道形态影响因素理论分析

为从理论上确定水沙动力、阻力和边界条件对冲积河流推移质输沙最优河道形态和最小比降的影响,基于 水力半径分割方法将河床整体糙率划分为河岸糙率和河底糙率;采用河道形态自动调整变分方法,以等腰梯形为 河道过水断面,推导推移质输沙率与河道形态的关系,分析河岸与河底相对糙率、河岸坡角、流量、输沙率、中值 粒径和河底糙率对最优河道形态和最小比降的影响。结果表明：最优河道形态和最小比降随河岸与河底相对糙 率的增大而减小,随河岸坡角的增大而增大。流量或者河底糙率的增加将使最小比降减小,同时造成最优河道形 态趋向窄深。输沙率或者中值粒径的增加将使最小比降增大,但两者对最优河道形态演变的影响不同,输沙率增 大将使最优河道形态向宽浅发展,而中值粒径增加将使最优河道形态向窄深发展。     

无黏性沙质床面上冲积河湾形成和演变规律自然模型试验研究

采用无黏性中粗沙进行河流演变的自然模型试验,通过调整流量、初始河道形态等在室内模型河流中进行河湾塑造的尝试,分析冲积河流河道展宽规律,另外对典型河湾的演变规律进行试验研究。研究表明,河道的横向稳定性是河湾发育的重要条件,试验中泥沙抗冲能力的低弱使得河岸的稳定性难以保持,致使河流向分汉、游荡和辫状河型的方向发展;河岸后退的方式不但与河岸土体抗冲能力有关,而且与当地河道水动力特性和河岸坡降等因素有关;河道展宽速率反映了河流断面与水流条件不相协调的程度,随时间呈指数下降趋势,河流横断面演变所需的时间尺度远小于横向摆动所需的时间尺度;典型的河湾形态以局部扰动引起河岸失稳的方式横向发展。     

黄河内蒙古河段河道演变及水力几何形态研究

黄河内蒙古河段的凌汛年年发生,多次引起河道决口导致洪水灾害.为了提供有效的防洪措施,选取不同河型段中的代表性河道断面,来研究其河道演变特征及其主要影响因素,并从水力几何形态关系上剖析其内在驱动因子.结果表明,河岸组成物质的极大不同决定了各个断面的演变特性及其所在河段的河型差别.以基岩河岸为主的磴口河段的河道最为稳定;以泥质河岸为特征的头道拐断面所在的顺直河段次之;以泥质砂质二元河岸结构为主的三湖河口断面所在的弯曲河流段很不稳定;而以砂质河岸为主的巴彦高勒断面所在的辫状河段最不稳定.河道的演变势必引起其水力几何形态关系的调整,在黄河内蒙古河段,随着流量的变化其水力几何形态的调整主要是通过影响水深和流速来实现的.巴彦高勒断面是上述调整中表现最明显的断面,因此,它所在的河段也是容易决口的河段.三湖河口所在河段的一系列凹岸的强烈冲刷引起河道大幅度摆动,从而也是河道决口的潜在河段.黄河内蒙古河段的河流治理的侧重点应该针对巴彦高勒断面所在的辫状河段和三湖河口断面所在的弯曲河段.对辫状河段要加强整个河段的河岸防护,对弯曲河段以工程防护手段侧重遏制其凹岸的坍塌后退.     

河道形态改造对城市河流生态水力性能的影响

为探究城市河道形态改造的有效性,根据河道自然修复理念,采用正弦函数对典型城市渠化河道的河宽、水深和蜿蜒度等地形几何变量进行振荡波动,并借助数字河道合成技术生成6种河道数字地形模型,在此基础上采用二维水动力模型考察不同河道形态改造对河床干扰度、水力形态多样性指数和浅滩缓流生境面积等生态水力指标的影响。结果表明:研究河段城市渠化河道生态水力性能随地形几何变量的振荡波动而变化,且河道空间形态越复杂,河道生态水力性能越好；在高流量(8~12m³/s)下,“深潭-浅滩”形态构造下河床干扰度平均减少88.2%,水力形态多样性指数平均提高37.4%,而浅滩缓流生境面积增加24.9倍,表明河流生态水力性能得到显著改善；城市河道近自然形态重构能大幅降低河道对于流量变化的敏感性,并显著提高河道生态结构稳定性,有助于河流生态系统的恢复。     

水沙条件及河岸边界条件对河型转化影响的研究

通过物理模型试验,研究河流水沙条件及河岸边界条件对河型转化的影响。通过完成试验设计、试验准备、试验内容及数据分析发现,在河岸边界抗冲性较弱的条件下,蜿蜒河道在大水大沙时容易向着游荡河型转化。     

冲积河流平衡理论在长江中下游河床演变中的应用性检验

冲积河流演变规律的认识长期以来一直以经验性或半经验半理论性为主,缺乏坚实的理论指导。冲积河流平衡理论的建立利用了河道形态自动调整变分原理,但这一理论在大江大河中的实际应用性尚未得到检验。以长江中下游的河道形态特征为研究对象,详细对比分析河流平衡状态下的理论河道形态与实际观测值的差别。分析结果表明,输沙函数的选取对河道平衡形态的理论结果有很大的影响;长江中下游河段实测河道形态数据,与由基于冲积河流平衡理论建立的推移质输沙函数计算得到的理论河道平衡形态接近程度最高,冲积河流平衡理论在长江中下游河流演变中具有很好的实际应用性。     

长江中下游河道崩岸机理中的河床边界条件

描述了长江中下游河床边界条件对于河道平面变形的影响,介绍了河岸抗冲性分类的研究成果,分析了河岸二元结构对于崩岸影响的2个特点：一是崩岸段河岸断面形态与近岸水流集中冲刷河床相关联;二是根据粘性土层的抗冲性揭示了崩岸过程从量变到质变的间歇性质。     

河道推移质最大输沙能力影响因素敏感性分析

河道推移质最大输沙能力受到水动力和河道边界多因素的共同影响。采用水力半径分割方法，以河岸坡角为θ的等腰梯形为过水断面，λ为河岸与河底的相对糙率，d₅₀为床沙中值粒径，n_b为河底糙率系数，Q为流量，S为比降，利用变分方法解析各因子对河道的推移质最大输沙能力和相应最优河道形态的影响程度。结果表明：河道推移质最大输沙率随着λ的增大而增大，随着θ的增大而减小，即河岸糙率的相对增大或河岸坡度的减小都会提升最大输沙能力；流量Q、比降S的增大，均可提升最大输沙能力；河底糙率系数n_b减小、流量维持不变将会降低最大输沙能力，床沙中值粒径d₅₀减小则会提升最大输沙能力；既不特别宽浅又不特别窄深的河道具有最大的推移质输沙能力。     

渭河下游河道输沙特性与形成窄深河槽的原因

通过实测资料分析得出：含沙量２００ｋｇ／ｍ＾３以上的洪水，河道排沙能力强，５００ｍ＾３／ｓ流量的排沙比可达１００％；含沙量１００－２００ｋｇ／ｍ＾３的洪水，８００－１０００ｍ＾３／ｓ流量的排沙比才能达到１００％，河槽排沙能力低，主槽淤积机会多，数量大，对河道不利；高含沙量小水，主槽淤积严重；高含沙量大洪水淤滩刷槽，形成窄深河槽。河岸抗冲稳定性较强，并经常出现高含沙量大洪水，是形成渭河下淤窄深河槽的     

山区河流溃坝洪水演进分析

山区河流地形复杂,河岸陡峭,岸线曲折,河床形态极不规则,当发生溃坝洪水时,可能出现常见洪水条件下难以预测的水情及流态。山区河流溃坝洪水演进分析,是为山区河流抵御洪水灾害和建立相应防洪措施提供依据。针对山区河道,基于不可压缩和Reynolds值均布的Navier-Stokes方程建立溃坝水流运动的二维数学模型。采用非结构三角形网格进行模型网格划分,动边界技术处理干湿边界,率定后的河道糙率范围为0. 020～0. 035。利用该模型研究了6种溃坝工况条件下的洪水传播特性。数值模拟结果表明:溃坝后下游河道各断面的断面平均流速均未超过6 m/s,山区段河道形态对溃坝洪水演进过程有着显著的影响,河道束窄段及弯道能有效地抑制洪水波的传递,支流的倒灌能极大削减洪峰流量,主河道旁侧支毛沟形成的环流可消耗主流能量。     

黄河下游河道河槽形态与输沙特性研究

据多年实测大断面的资料统计,分析了各河段的河槽特性水面宽、宽深比B/h、单宽流量与流量的关系.高村以上游荡性河道随着流量的增加,宽深比B/h增加、单宽流量减小,为宽浅型河道;反之艾山以下为窄深型河流.在实测资料范围内,河段的输沙特性与河槽形态关系密切,宽浅型河道具有"多来多淤多排"的输沙特性,窄深型河流在洪水时具有"多来多排"输沙特性.河槽形态的沿程变化,使得洪水输沙能力没有因比降沿程变小而降低,而是通过河宽的沿程变小,流速增加,洪水的输沙能力沿程增强.其底沙的运动速度比洪水传播的慢是造成黄河下游河道长距离冲刷的根本原因.     

引水坝排沙改造探讨

依据河流在输沙过程中降低水流能耗率至最小值而恢复动力平衡状态、增大水流挟沙力的机理,可以水力排沙刷深河床。通过拦河坝改造试验研究,本文简述4种排沙改造型式及其泄水排沙特性,供不同水沙条件的河道选择。     

天山北坡河流冲刷演变模拟计算：——以头屯河为例

本文以头屯河为例，详尽探讨了天山北坡山溪性河流不同状态的河道冲刷、侵蚀及泥沙输移对河流形态演变的影响，阐述了河流在自动调整过程中，河床的演变趋向、演变速率及演变过程，并对河床横断面及纵剖面的形态变化进行了分析和模拟计算。     

长江中下游河流地质作用与河道演变

河流水动力是改造河床与河岸最活跃的外力因素，不断地发生对河谷地质体的侵蚀、搬运和沉积-即河流地质作用。河道的演变与河流的地质作用密切相关。而河流地质作用受到河谷地质结构的制约，从河谷地质结构与河流地质作用的观点，对以下几方面进行探讨；（1）河流与其依托的河床河岸相互作用塑造了河道的形象；河流以其流量、流速、流向、流态随时空的变化，其地质作用的方式，强度也随之变化，由此发生了河道的演变；（2）河床河岸地质结构对河流地质作用的制约主导者着河道演变的趋势。（3）对长江中、下游河道现状的分析研究，探索不同河段的河道形态与河床河岸地质结构、河道地质作用的关系，探索长江中下游河道演变的特点及影响因素，以期认识河道演变的某些规律，从而找出河势宏观控制的技术与方法。     

沟道约束条件下泥石流扇状堆积试验研究

为研究沟道约束对泥石流扇形堆积形态的影响,开展了7组室内试验,结果表明:①有、无沟道条件下泥石流形成的扇状堆积在纵、横断面和平面形态上有明显差异,有沟道约束的扇状堆积宽度、厚度和纵断面平均坡度均小于无沟道约束的,而扇状堆积长度和中部横断面坡度大于无沟道约束的;②沟道深浅对泥石流扇状堆积形态有一定的影响,最大堆积长度宽浅型<窄深型,最大堆积宽度和最大堆积厚度宽浅型>窄深型;③可以用沟道的水力半径来反映对泥石流的排泄能力,水力半径越大,沟道对泥石流的排泄能力越强,其形成的扇状堆积体在平面形态上越长越窄.     

谈蛟河市治河工程

蛟河市地处第二松花江上游，境内大小河流交织如同，以五级以上的河流就有86条、全市大约有85％的城镇村屯分布在河边，且沿河两岸多为农田。由于地处山区．大部分河段坡降较陡，河床深窄，河岸切割严重。原来那些河道较缓的平原河流，由于70年代治河单纯搞形式主义，摆样子，不按科学规律治理，将河流“裁弯取直”，其结果使河道坡降变陡，河流流速增大。尤其是近些年河流上游植被的破坏，水土流失严重，致使河床抬高，河岸不稳，河水常常出槽，泛滥成灾，冲毁大量农田．甚至冲倒房屋。建国后．我市曾先后发生过7次较大的洪水，特别是1989…     

弓江口水利枢纽下游河道重建平衡过程分析

丹江口水利枢纽修建运行后，形成清水下泄，作为冲积型河流的下游河道将失去原有平衡。河流为了适应新的水文情势必重新建立平衡。自丹江口水库运行以来，下游河道的水沙变化，使泥沙运动和河道形态进行了新的调整。由清水下泄而引发的冲刷、下切、崩岸等河流造床活动，导致形成了新的抗冲层和与之相适应的新的河床坡降、过水断面等水力因素，使河槽的挟沙能力减低，以适应急剧减少的上游来沙量，使河道建立起新的平衡。     

冲积河型形成条件的探讨

水流塑造河槽 ,河槽约束水流是河流演变的基本特点。本文分析了河槽形态与河流弯曲率的关系 ,结果表明弯曲率大的河流都具有窄深河槽 ,宽浅河流总是顺直的。河槽横断面形态对河流的演变过程起到了控制作用 ,是河流形成不同的平面形态的必要条件。不同的水沙组合虽然相差很大 ,但只要形成窄深河槽就可能发展成弯曲河流。     

河岸糙率对明渠宽深比影响的研究

研究了河岸河床相对糙率对明渠宽深比的影响。根据定床渠道、临界渠道和动床渠道3种类型渠道,采用最小能耗率原理,分别构建了宽深比计算的优化模型。结合综合糙率公式,利用条件极值问题优化计算方法,得到了不同类型渠道条件下的宽深比与河岸河床相对糙率之间的定量关系。分析计算结果表明,定床明渠随河岸糙率的增大,宽深比增大;而临界渠道和动床渠道随河岸糙率的增大,宽深比减小。河岸糙率大于河床糙率时,定床渠道为了降低河岸高糙率对流量的影响,从而宽深比增大;而临界渠道和动床渠道,由于河岸糙率大时其抗冲能力大,因而宽深比减小。这些结论可供明渠水力设计时参考。