河型变化段河工动床模型设计方法研究

以模型相似原理为基础，结合黄河小浪底至花园口河段河道整治模型试验研究，对河型变化段河工动床模型设计方法进行了初步探索，提出了“分段设计、过渡处理”的设计方法．辩证地解决了同一模型具有不同河型河段的河工动床模型设计问题。     

嫩江大桥动床河工模型试验研究

绥满高速公路齐甘段,主线嫩江大桥桥址所处河段,多为三汊、四汊河道,属汊网型河道。为了对桥孔布置、新疏浚河道位置进行方案比选,判断在修建大桥后桥址处的河道稳定性及河势变化,需开展动床河工模型试验进行模拟。通过动床试验研究,将方案2作为推荐桥位方案,在该桥位处,建桥后桥址区的河道基本保持稳定,在新疏浚河道河底及两岸均需要进行防护,以保证汊道不发育,确保主槽的稳定。另外,为防止新疏浚河道水流顶冲明月岛的右侧岛头,该处需进行防护。     

冲积平原河流河型稳定性指标分析

影响河道形态的外部提流域产水产沙的数量及过程对河段的作用。内部条件则是该河段地理地貌特征对上游来水来沙的适用，它们的相有成某一种定形态的河流。     

小浪底水库运用前后黄河下游河道河型变化及成因分析

利用实测资料分析、理论判别和分形维数计算等方法,以黄河下游铁谢—伊洛河口、花园口—黑岗口和夹河滩—高村三个典型游荡性河段为研究对象,分析其1960年以来的主流摆幅、弯曲系数和主河槽宽深比等河势参数变化,以及小浪底水库修建前后下游游荡性河段的河型演化过程。结果表明,自20世纪90年代初,除花园口—黑岗口河段仍表现为游荡河性外,其他两个河段因整治工程不断完善其游荡性均有明显减弱,河型趋于限制性弯曲方向发展。自1999年10月小浪底水库拦沙运用以来,三个研究河段的整体游荡程度显著减弱,河势趋于规划流路方向发展,特别是夹河滩—高村河段河势基本稳定。小浪底水库长期下泄低含沙小流量过程,水流动力减弱,加之不断完善的河道整治工程,是河势游荡程度显著减小、河势归顺及河型发生变化的主要原因。     

固床工程对分汊型河道分流作用的模型试验研究

分汊型河道在挟沙水流长期冲淤作用下,主、支汊兴衰交替变换,河势不稳定。本文旨在通过模型试验,研究潜坝、锁坝等固床措施对主、支汊的分流影响,结合适当防护措施,以期使得河势趋于稳定。     

现有冲积河流河型判别式及其功能的研究

通过研究国内外现有的河型判别式及其建立的过程,结合河型研究的出发点和归结点认为,理想的河型判别式应该同时具有河型判别、河型预测和河型控制三项功能,河型判别、河型预测、河型控制应该采用同一种表达式。为了使河型判别式同时具有三项功能,唯一的办法是依据河型成因建立河型判别式。河型成因问题不解决,河型判别、河型预测和河型控制问题不可能达到根本的解决。     

三峡水库建成后下荆江河型变化趋势的研究

三峡水库建成后，长江中下游河道将遭受长河段、长时期冲刷，河床河性会发生很大的变化。那时各河段的河型是否仍能保持，特别是最为关心的下荆江蜿蜒性河型能否维持，这对防洪和航运是非常重要的。本文在研究丹江口水库下游汉江弯曲（蜿蜒）河段的长期冲刷后的河床变形和河型是否变化以及荆江裁弯后下荆江中的蜿蜒性变化能够维持的基础上，结合三峡水库修建后的长期冲刷过程中，下荆江水沙及河床变化特点，较深入地研究了影响河型变     

强潮河口上游建库引水后的再造床过程

作者以鳌江河口为例，应用一、二维耦合潮流泥沙数学模型，研究了上游河道建库引水后河口的再造床过程。文中分析了该河口的水文、泥沙特性及河床演变规律；给出了数学模型的计算条件、关键问题的处理方法和验证计算结果；预测了建库引水后河口的水流和河床变化过程。研究表明：水库运用初期淤积发展很快，以后逐渐减小，直至建立新的平衡；淤积是自上而下发展的，且沿程分布不均匀，弯道段淤积厚度相对较小，位于两弯道的过渡段淤积厚度相对较大；淤积在断面上的分布也不均匀，泥沙淤积对河口地区的港口及航道水深有一定影响。     

三峡工程运用后荆江不同河型河道演变分析

利用三峡工程运用以来实测水沙和地形资料,分析荆江河道分汊、弯曲、顺直等河型调整的规律,并对其变化原因进行探讨.三峡工程运用以后,分汊型河道变化主要表现为凸岸支汊发展;弯曲型河道演变特点为凹岸深槽淤积,凸岸边滩冲刷,断面形态由偏“V”单槽向“W”型双槽转化;顺直型河道变化特点是两岸交错边滩冲刷,深槽淤积,河道断面向宽平方向发展,深泓年内变化频繁.从水流能量的角度,探讨了荆江不同河型河道调整的原因.由于三峡工程运用后荆江特别是下荆江河段水流输沙所需要的弯曲度明显较建库前小,因此弯曲河段凸岸边滩冲刷以减小水流弯曲度,是响应上游水沙变化的重要方式.     

黄河下游河道平滩流量与造床流量的变化过程研究

采用黄河下游各水文站1950-2003年实测资料,系统分析了过去50多年间黄河下游平滩流量和造床流量的变化过程及其与花园口来水量的响应关系,分析表明在过去50多年间黄河下游平滩流量和造床流量总体上呈逐渐减小的趋势,其数值随花园口来水量的丰枯而变化,花园口来水量大,造床流量就大,造床能力就强,塑造的主河槽的平滩流量也大。文中给出了平滩流量与造床流量的响应关系,通过造床流量和平滩流量的比较,指出黄河下游造床流量小于平滩流量,过去50多年间水流塑造河床的能力小于主河槽当时的过流能力,黄河下游主河槽萎缩是河道演变响应来水变化的必然结果。研究结果进一步表明,通过小浪底水库调整进入下游的来水过程,增大河道的造床流量,进而增大河道的过洪能力是治理河道萎缩的重要措施之一。     

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。     

水流泥沙进入平原初期河槽形成发展规律的试验研究

采用模型沙进行水槽概化试验,研究水流泥沙从山区进入平原初期的河槽形成发展过程.经过434h的试验历时,将试验段分成三部分:0~2m的上段,2~10m的中段和10~15m的下段,并重点对原始基床上淤积体形成发展规律、河道形态演变过程及河槽塑造成因三方面进行研究,得到如下认识:淤积体在上段先纵向推进,后慢慢横向展宽,最后淤积抬高形成稳定河漫滩;中段随河槽主流向下游周期摆动,两岸淤积体前缘沿流程方向以1m间距周期发展,且形成明显的滩槽;下段弯道河槽处发生凹岸撇弯和凸岸切滩现象,主流袭夺新道,使河床表面淤积体趋于同步发展;不同试验历时下的各段断面形态表明河床整体淤积抬高发展.河道形态演变过程经历:分汊河道、单一微弯河道和蜿蜒状河道三个阶段,最终形成蜿蜒状河道,并分析出各阶段的形成原因.最后从床沙因素和边界条件对河槽塑造成因进行分析.     

分形理论在河型研究中的应用探讨

简述了当前河型研究现状、分形理论的特点方法及其目前在天然河道的应用现状,并结合分形理论对基于最小能耗率的河流演变理论进行探讨,研究了一定水沙条件下,河流能耗的分形理论表示公式,扩展了河道几何边界条件对于能量损耗的表述方法,推导了河型判别的分维数公式,并提出了目前的不足与进一步研究的方向。     

河道边界条件对河型形成影响的概化试验研究

河道比降、床沙组成是河道边界条件中影响河型形成的最主要因素.通过概化模型试验对河道比降和床沙组成影响河型形成的规律进行了深入的研究.研究成果表明,在其他初始条件一样的情况下,不同比降对河型形成影响较大,随着比降增大,河槽宽深比增加,河道向不稳定河型方向发展.同样,在其他初始条件一样的情况下,不同床沙组成对河型形成也有影响,随着床沙粒径变细,河槽宽深比增加,河道向不稳定河型方向发展.这与我国大江大河所显示的规律是一致的.     

嫩江北引渠首江道整治的试验研究

拉哈渠首枢纽是黑龙江省嫩江干流上的一个重要的无坝引水工程， 近年来由于渠首江道的演变已严重影响引水。为此， 采用动床河工模型进行了较为深入地研究， 解决了模拟宽滩河道和在缺乏实测资料的情况下模拟推移质运动等技术难点， 揭示渠首河道的演变规律， 在大量方案试验的基础上， 提出了整治措施。     

长江黄陵庙至南津关河段河势分析

随着通航、调度及生态方面需求的提高,对葛洲坝和三峡大坝两坝间河段进行新一轮治理已迫在眉睫。根据葛洲坝工程运行以来的实测资料,对该河段30余年来的河势变化进行了分析。分析表明:葛洲坝工程运行后至1983年,两坝间河段明显淤积,其后至1998年,淤积进程趋缓;1998年以后有一定的冲刷,尤其在2003年三峡工程运行以来,两坝间河段处于累积性的冲刷状态,冲刷部位主要以深槽为主,冲刷深度较大的河段主要发生在乐天溪深槽段和南津关深槽段,河段中部较为稳定;2008年后,冲刷幅度变小,个别年份甚至有回淤。30年来,河段先淤后冲,渐趋平衡,河势较为稳定;三峡工程运行后,两坝间冲淤与三峡工程下泄沙量关系并不明显,而受汛期来水影响较大,考虑到三峡水库仍将持续进行试验性蓄水,逐渐进入正常运行期,其中小洪水调度及汛期滞洪作用都将增强,洪水流量过程的调平在所难免,因此两坝间冲刷将不易发生,小幅淤积极为可能,总的河势及深槽大小、位置将相对稳定。     

流量对河势及河型变化影响的试验研究

以长江上荆江陈家湾-郝穴河段为典型河段,通过概化实体模型试验,研究流量大小及过程对大型水利枢纽工程下游河道河势及河型变化的影响.试验结果表明,在其他边界条件一样的情况下,流量越大,试验河段的冲淤、断面形态及平面形态等特征值的变化幅度也越大,但在恒定流量的作用下,单纯增大流量并不能引起本次试验河段河型的转化,而不同的非恒定流量过程可能会形成不同的河道形态,在适当的条件下,合适的非恒定流量过程会导致河型发生转化.     

中国冲积大河的河型分布与成因

结合遥感影像、野外调查和水沙数据,以冲积大河为研究对象,分析中国大河的河型分布及成因。中国大河的冲积河段以弯曲与辫状河型为主,局部河段为分汊与网状河型。综合考虑河型分布的一般性和特殊性,认为相对输沙率(来沙量与输沙能力之比)、相对河岸侵蚀切应力(近岸水流切应力与河岸临界抗冲切应力之比)和河谷地形控制(如节点和宽度)是决定河型成因的3个最主要的因素。     

灞河生态治理工程模型试验研究

通过模型试验 ,对位于西安市东郊因采沙使河道破坏严重的灞河河段进行了复现试验和研究 ,并以此为依据 ,通过优化比较为设计部门提供了合理的橡胶坝坝址和坝座高程。在此基础上 ,又对建坝后橡胶坝对上下游冲淤变化的影响进行了试验研究和分析 ,解决了工程设计中的一些关键技术问题     

冲积河流河宽调整特性试验研究

冲积河流河宽调整是一个十分复杂且随时间和空间变化的过程。通过水槽试验,探讨了清水作用下冲积河流的河宽调整特性。研究表明,不同断面的河宽调整速度是不同的;在清水作用初期,河道急剧展宽,河宽调整速度最大,但作用时间很短;随着时间的推移,河道展宽速度变缓;当作用在泥沙颗粒上的动力与阻力相当后,边坡上的泥沙将由运动转为处于临界起动的静止状态,床面和河宽趋于稳定。