长江口悬沙浓度变化趋势及成因

基于1959-2011年长江河口水域实测悬沙浓度数据,对其悬沙浓度分布特征及变化趋势进行研究。结果表明:1流域入海水量无明显增减趋势,年内分配过程为洪季水量减少枯季增加,入海沙量和含沙量无论是洪季、枯季或年均为减小趋势;2河口段徐六泾、南支、南北港及北槽进口悬沙浓度伴随入海泥沙量锐减呈现减小趋势,北支受潮汐影响也呈减小趋势,南槽因水动力增加变化不明显;3受分流比减小、上游来沙锐减及河床粗化等影响,2005-2011年北槽上段和下段平均悬沙浓度较2000-2002年减小约33.25%,中段(CSW)受越堤沙量影响较大,呈现一定增加趋势;4长江口外海滨泥沙的再悬浮作用,有效减缓该区域悬沙浓度减小幅度,但仍不能改变其伴随流域入海泥沙锐减的减小趋势,2003-2011年平均悬沙浓度较1981-2002年减小约21.42%;其峰值向口内上溯约1/6经度,且峰值移动主要由径流和潮流水动力对比决定。     

长江下游河道中徐六泾节点的整治

徐六泾节点为长江下游河道自下而上的第一个节点。徐六泾以下崇明岛将长江主流分为南支、北支。北支自崇头入海全长80余km,分泄长江主流不到5%的入海流量,已为萎缩河口;南支成为主要入海河道,南     

长江口历年入海水量月年变化特征分析

徐六泾水文站是长江干流最下游的流量控制站,从2005年起进行潮流量整编工作,现已获得连续多年完整的、较高精度的潮流量整编成果。通过对徐六泾水文站历年(2005～2014年)潮流量整编成果进行统计,计算各年月统计量,分析潮量、潮流量一般规律及年月变化特征,并将徐六泾水文站与大通站水量进行了比较分析。结果表明:①徐六泾站历年年涨潮量平均为4 158亿m~3,年落潮量平均为12 732亿m~3,年落潮量是涨潮量的3倍,年净泄潮量即年径流量平均为8 574亿m~3;②徐六泾站历年年涨落潮潮量、净泄潮量、涨落潮流量、涨落潮历时年内分配不均、汛枯季分配不均;③徐六泾站年径流量约占大通站的97.2%,且两站变化趋势一致,进一步表明徐六泾站潮流量整编成果合理可靠。     

长江入海悬移质泥沙粒度与流量、含沙量的关系

以大通站为例,用回归分析的方法研究了长江入海悬移质泥沙的粒度特征。结果表明,无论是各年年内变化、多年平均的年内变化、还是历年变化,入海悬移质泥沙粒度均随流量增加而变粗,表明水动力条件对长江入海悬移质泥沙粒度特性具有明显的控制作用。入海悬移质泥沙粒度随含沙量的变化多数年份随含沙量增加而先增后减,少数年份随含沙量增加而增大,年内变化的总趋势是随含沙量增加而先增后减;历年变化则随含沙量增加而先减后增,这些变化行为与水动力条件和泥沙供应有关。     

新入海水沙情势下黄河口的地貌演变

近年来,受流域气候变化和强烈的人类活动干预,黄河入海水沙情势出现了新的变化,河口区地貌演变也随之改变。为了解新入海水沙情势下现行黄河口地貌演变特征,基于利津站水沙数据和现行河口实测水下地形资料,运用统计学方法进行分析研究。结果表明:黄河入海水沙情势由"水少沙多"向"枯水少沙"转变,入海泥沙持续减少,悬沙浓度降低,泥沙颗粒粗化;2002-2015年持续调水调沙的14年间入海泥沙共19.79亿t,其中有8.34亿m~3(13.09亿t)泥沙沉积在现行河口滨海区,而2016年由于水量极枯调水调沙首次中断,河口滨海区大面积蚀退,净蚀退量达0.72亿m~3(1.13亿t),现行河口2～5 m水深平均侵蚀厚度为0.38 m,对入海水沙锐减的响应最为突出;维持现行河口滨海区冲淤平衡的入海泥沙通量临界值为1.3亿t/a,黄河入海水沙情势的改变使河口地貌演变将出现新的态势。     

2000年以来黄河入海水沙变化及河口演变分析

利用实测资料对小浪底水库运用以来黄河入海水沙情势变化及其演变效应进行了系统分析和概括,结果表明:2000年以来黄河入海水沙数量急剧减少,尤其是泥沙数量减少更甚,含沙量减小的特征十分明显;汛期水、沙数量占全年水、沙数量的比例也有了一定程度减小,小于500 m3/s的小流量历时大幅度延长;小浪底水库的初期运用以及下游发生的全程冲刷使得入海泥沙有所变粗;从现阶段河道冲淤、水位、淤积延伸造陆以及尾闾口门河势变化来看,黄河口的演变正处于微变化或逆转性状态,并使得现行流路行河年限明显加长。     

徐六泾站悬移质含沙量比测与精度分析

通过长江口徐六泾断面大规模的跨越不同水情的现场测流试验,发现利用声学多普勒流速剖面仪(AD-CP)信号推算垂线平均含沙量,与传统值相比,平均相对误差绝对值小于5%,且误差呈正态分布。因此,升级现有的徐六泾浮标测流系统(以ADCP取代现有的ADP),可以实现徐六泾断面的在线实时输沙率监测,填补长江口泥沙站网的空白,为长江口相关规划、设计、科研等提供基础资料。     

牟汶河水沙演变规律分析

根据莱芜水文站的径流、泥沙观测资料,通过序列趋势检验方法和变差系数法分析了牟汶河水沙演变规律.结果表明:①牟汶河含沙量与径流量之间存在密切关系,大径流量意味着大含沙量,径流的增减和泥沙的变化具有同步性;②在年内分配方面,与径流量的年内分配相比较,泥沙的年内分配更不均匀,并且含沙量的年际变化也比径流量的年际变化大;③径流量和含沙量均呈总体减小趋势,含沙量的减小程度大于径流量的减小程度.     

瓯江河口入海水沙通量的变化规律

根据瓯江流域圩仁水文站1950-2008年的实测流量资料和1956-1998年的实测输沙量资料,采用水文学和数理统计学方法,分析瓯江河口入海水、沙通量的变化规律及其相关性,并对人类活动的影响进行了探讨。研究结果表明:瓯江多年平均入海流量和悬沙通量分别为442m3/s、61.9kg/s;入海水、沙通量具有明显的年际和季节变化特征,沙通量的变幅要大于水通量;瓯江洪枯季流量、输沙量悬殊,洪峰暴涨暴落,是输水、输沙最集中时期;入海水、沙通量之间具有较好的峰、谷对应关系,但1975年特大洪水导致流域侵蚀模量发生较大变化;紧水滩、石塘水库的建成和运行,对瓯江入海径流起到了明显的调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀化。     

长江口徐六泾断面近底悬沙测验及影响分析

近底悬沙浓度的确定对于研究床面泥沙的起动和输移具有十分重要的意义。基于双尾翼近底悬沙采样系统,选择徐六泾断面浅滩和深槽,在洪、枯季水文监测期间同步采集了距河床50 cm和10 cm的水样。现场实测资料分析表明：(1)浅滩和深槽含沙量垂向分布规律不同,浅滩泥沙粒径较粗且越靠近河床泥沙越粗,含沙量垂向分布呈“L”形,中上层水体含沙量变化较小,越靠近河床含沙量变化越大;深槽泥沙粒径较细,含沙量垂向分布较为均匀。(2)近底悬沙对浅滩和深槽的测验成果影响程度不同,计入近底悬沙后,浅滩处平均含沙量平均增幅为7.37%,深槽处平均增幅小于1%。(3)近底悬沙对测验成果的影响程度在时间尺度上有差异,计入近底悬沙后,含沙量一般情况下是增大的,但增幅不同,枯季大于洪季,落潮大于涨潮,大潮大于小潮。     

大坝影响下长江干流悬沙粒度变化特征

大坝运行显著改变河流泥沙通量及组成,收集并分析了长江干流石鼓至徐六泾河段多年悬沙粒度资料(1987-2019年),并重点分析了宜昌、九江和徐六泾代表站悬沙组分变化规律.发现2003年长江干流水库群陆续投入运行以来,长江上游悬沙多年平均中值粒径从20μm减小到10 μm;而中下游悬沙多年平均中值粒径从10μm增至15μm...     

泾河东庄水库入库水沙特性分析

文章利用泾河张家山水文站1975～2016年水沙资料作为东庄水库入库代表水沙系列,分析得出水沙年内分配、水沙年际分配、流量分级与含沙量分级的水沙特点及沙与洪水的关系。结果表明,径流量呈现年内分配极不均匀、年际变化较大的特点,输沙量年内分配与径流量的年内分配基本一致,且年际呈现出逐年减小的趋势,上游水沙主要集中在汛期7～8月某几天的大流量、高含沙量的来水中。     

长江上游的泥沙

本文较详细地分析了长江上游的泥沙问题，包括多年平均含沙量与输沙量，重点产沙区，泥沙的年际变化规律及含沙量的发展趋势，泥沙的年内分配与粒径级配，上游泥沙的走向等。并介绍了长江上游泥沙测验的站网布置与含沙量的采样方法，以及推移质的测验方法及其成果，最后简要讨论了三峡工程的泥沙问题。     

西柳沟流域近期水沙关系变化特征分析

根据1960—2010年实测水文资料,对黄河内蒙古段西柳沟流域近期水沙关系的变化特征进行了分析。结果表明:1990—2010年与1960—1989年相比,流域年降水量增大,但暴雨有所减少;来水来沙具有水少沙多、年际变化大、年内分配极度不均等特点;流域最大1 d降雨对产流产沙的影响很大,洪水期降雨产洪变化率指数为0.525 7~2.683 8,降雨产沙变化率指数为0.613 6~2.136 3;流域高含沙水流的侵蚀产沙作用非常强烈,洪水泥沙关系式的幂指数约为1.0,场次洪水多年平均含沙量为612.6 kg/m~3。同时,给出了西柳沟流域形成沙坝淤堵黄河干流的暴雨洪水泥沙阈值。     

河口导堤对水沙运动影响的二维数值模型

以黄河河口潮流泥沙有限元数学模型为手段，对在河口口门设置与不设置双导流堤两种情况下的入海水流泥沙运动进行了计算和分析。结果表明由于设置河口双流导堤后河口入海水流集中，能够阻断水流的横向流动和水流漫滩，使得入海水流比无导流堤时挟沙能力增加，加大了泥沙向外海的输送量。计算比较表明，最大垂线平均含沙量出现的位置外推距离约920m；在大潮时最高潮位的影响在距离口门约 9～23km的范围内。研究结果认为设置导堤后泥沙在口门附近的淤积范围和数量减少，淤积厚度最大点的位置向外海推进了230m，有利于把河口泥沙输送到深海，效果明显。     

刘家峡水库对水沙变异影响分析

利用刘家峡水库运行前后进出库控制站的水文资料,对水库运行以来的径流泥沙特征进行了分析。研究表明:(1)水库运行对进出库年径流量影响很小,对年内分配影响大;(2)单库运行期水库蓄水拦沙,出库洪峰流量削减,年内径流量分配发生变化,泥沙量大幅度减少;(3)龙羊峡水库运行后的联合运行期,洪峰流量略有削减,年内蓄水过程改变后仍有一定的拦沙作用,出库含沙量较单库运行期增加;(4)水库运行减小了出库含沙量,并没有改变出库含沙量与入库含沙量的线性关系。     

黄河石嘴山站水沙变化及趋势分析

为探明黄河石嘴山站的来水来沙过程,便于海勃湾水库的水沙调度,根据1951-2016年的水沙数据,采用非线性统计等方法分析了黄河石嘴山站的水沙序列变化及发展趋势。结果表明:石嘴山站水沙年内分配不均匀,20世纪60年代变化剧烈;66a来年径流量与年输沙量均呈显著性减少趋势,且具有正持续性,持续影响时间约8a、10a;水沙序列分别于1986年、1968年发生突变,突变原因与黄河上游大型水库的运用密切相关;龙羊峡、刘家峡水库分别对径流和泥沙的影响显著,二者联合运用后,石嘴山站流量基本处于2 000m3/s以下,水沙分配趋于均匀;不同时期的水沙关系重新调整,但均不显著;石嘴山站多年平均含沙量及多年平均来沙系数均较刘家峡水库运用前明显降低,但在龙、刘两水库联合运用后基本不变。     

大藤峡泥沙对水轮机磨损初探

为研究大藤峡泥沙对水轮机磨损的影响，选取了４组悬沙样对其粒度、形态、矿物组成及含量、沙粒表面的化学成分及硬度进行了试验观测，以便根据泥沙特性合理地选择水轮机的参数。另外，根据国内外资料，采用类比法，将泥沙对水轮机的磨损程度进行了预估，运行８０００ｈ后估算的失重量约为６．４３ｋｇ，远小于标准失重量，能安全运行。大藤峡建库后，过坝泥沙多年平均含沙量减少近３／４，粗颗粒粒径明显变小，悬沙变细，但由于坚硬的泥沙颗粒约占总含泥量的３６％，因此过机泥沙对水轮机有磨损，应引起注意和采取适当的保护措施。     

黄河调水调沙入海切变锋分析

黄河调水调沙期间在河口及邻近海域布设29个大面站施测垂线流速、温度、盐度、含沙量等,发现各因子垂线剧烈梯度变化后出现一个切变拐点,29个切变点连起来就形成一个曲面——切变锋面。锋面以下全部是底部海水层,锋面以上为上部淡水层;淡水不能向锋面以下渗透,故锋面以下温度、盐度垂线竖直,呈现海水性质;海水可以从锋面处向上入侵,故温度、盐度垂线梯度变化;锋面处含沙量最小,流速流向展现出上下两层径流与海流的切变;锋面位置起于近岸拦门沙坎底,沿主流与两侧逐渐升高与海平面平齐。3 000 m3/s流量时盐度锋面以上表层小于2.2%的低盐入海淡水大都分布在浅表层区域;入海泥沙由近到远、由粗到细快速絮凝落淤,超出2.2%线范围表层含沙量已小于10 mg/L,至距离口门前方7.9 km表层已是著名的黄蓝分界线,入海泥沙中低层最多运移到口门前方13 km、两侧6.35 km处。     

巴基斯坦某多泥沙河流电站以库代池方案研究

对巴基斯坦某多泥沙河流上建设的引水发电枢纽的引水防沙问题展开研究,模拟了沉砂池的效率。提出"以库代池",即采用"壅水沉沙,敞泄排沙"运用方式的非工程措施来替代修建沉沙池的工程措施,来防止推移质以及悬移质中的粗粒径泥沙进入取水口,使电站过机多年平均含沙量和多年平均粗粒径含沙量均限定于允许值范围内,达到减少对水轮机及过流部件磨损的目的。