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。     

黄河入海泥沙通量影响因素的关联度分析

把流域年降水量、年径流量、流域平均植被覆盖指数作为黄河入海泥沙通量的影响因素，进行了灰色关联分析，结果表明：年径流量的影响〉流域平均植被覆盖度的影响〉流域年降水量的影响。要保证一定的黄河入海泥沙通量，除了现在已开展的水库群联合调度外，还要对黄河的引水量加以管理控制。     

黄河流域洪水对入海泥沙通量的影响

利用1950～1985年大样本洪水资料,研究了黄河流域洪水过程中三黑小所控制的流域水沙条件与入海泥沙通量和通量系数的关系,分析了泥沙通量与流域水量、沙量和平均流量的关系。在三黑小沙量与入海泥沙通量的关系中,从量上看,黄河下游河道具有“多来多排”的特性;从比例上看,具有“多来多淤”的特性。不同来源区洪水对泥沙通量和通量系数具有不同的影响,平均每场洪水泥沙通量按大小排序依次是:多沙粗沙区、下少沙区、上少沙区和多沙细沙区。通量系数按大小排序依次是:下少沙区、上少沙区、多沙细沙区和多沙粗沙区。     

黄河干流悬移质泥沙粒径构成变化分析

根据黄河干流6个水文站的泥沙数据,采用时间序列统计分析方法,分析了1950s—1986、2002—2010年黄河悬移质泥沙粒径的时空变化特征,并探讨了人类活动对悬移质泥沙粒径变化的影响。结果表明:在黄河各水文站年输沙量均显著减少的状况下,各水文站悬移质的年中值粒径变化趋势并不一致,兰州、龙门、潼关、花园口站呈减小趋势,而头道拐、利津站则呈增大趋势;在年内,兰州站的悬移质泥沙月中值粒径变化波动减弱,而头道拐站的增强,龙门、潼关、花园口、利津站月中值粒径变化曲线具有同步性,月中值粒径最大值随时间推移不断增大;在悬移质泥沙组成中,头道拐、龙门、利津站的细、中、粗沙量占全沙比例有所变化,但各分组沙量与全沙量在不同时期仍保持线性关系,泥沙组成规律未发生明显变化;人类活动中,水土保持工程措施、大型水库修建等是影响悬移质泥沙粒径变化的主要因素。     

黄河河口不同流路入海泥沙对下游影响二维数模分析

黄河河口入海泥沙在涨潮流和拦门沙的阻滞作用下对黄河下游泥沙运动产生重大影响.以已建立的河口海洋水沙二维数学模型为基础,对规划运用初期的清水沟北汊流路、刁口河流路和十八户流路典型水沙过程进行了计算,分析了3条流路入海口的海洋动力和泥沙运动,得到了入海泥沙对黄河下游的影响范围为距泺口断面90～215 km.研究了未来50 ...     

激光粒度分析仪在黄河泥沙研究中的应用

应用激光粒度分析仪对黄河泥沙粒度进行测定分析的大量实验研究表明,该仪器具有测量范围宽、成果精度高、操作简捷等特点,完全可以替代传统的泥沙粒度分析方法,使泥沙粒度分析水平迈上一个新台阶。     

潮流对黄河入海泥沙在渤海中输运的贡献

基于ECOMSED模型研究分析单纯潮流作用下黄河入海泥沙在渤海中的输运特征。研究表明,渤海海域陆架坡度远小于内波特征参量,因此除黄河入海口附近以及其他近岸极浅海域之外,单纯潮流作用下渤海大部分海域的表层悬沙含量较低,但与实际水动力条件的空间分布格局基本一致。悬沙含量垂向分布特征明显,底边界层内因为较大的垂向湍流粘性系数,因此悬沙含量可以维持较高的水平,而底边界层之外悬沙含量迅速降低2～3个数量级;同时悬沙含量呈现出比较明显的潮周期(M2)变化特征。潮流作用下,绝大部分黄河入海泥沙沉积在黄河三角洲附近,只有少量悬沙可以发生长距离输送。黄河入海泥沙输运通量在口门外呈现一对涡状结构,成为水下三角洲南北两侧泥质沉积区形成的主要机制。     

激光粒度分析仪测试黄河泥沙粒度的精度试验

根据激光法测试泥沙粒度的目标函数、误差环节和统计误差作为精度指标的要求,提出了误差评估路线,设计了仪器测试重复性试验、试样加样平行性试验、人员操作平行性试验等精度试验方案。通过试验,总结出了激光粒度分析仪测试黄河泥沙粒度时各误差环节的误差限定指标。     

辽河中下游悬移质泥沙颗粒特征分析

根据1988-2005年有关水文站泥沙观测资料,对辽河中下游泥沙颗粒特征在不同时空条件下的变化以及不同粒径组泥沙对辽河下游悬移质沉积的影响进行了分析.结果表明:在空间分布上,从上游至下游悬移质泥沙粒径呈细化趋势;在时间分布上,汛期悬移质泥沙粒径一般小于非汛期泥沙粒径;上游来沙越粗,来沙量与河道沉积的关系越密切;下游河道泥沙从存贮到释放的来沙临界值随泥沙粒径的变大而减小;进入辽河下游的泥沙对于河道的危害程度随着粒径的变大而增大.     

不同时期黄河下游河道泥沙沉积与纵横断面调整

黄河以水少沙多而著称于世。泥沙沉积受制于水沙条件的变化和河道边界的约束。堤防的约束在防御洪水泛滥的同时,使得河道沉积速率明显加大。纵、横断面随水沙条件的变化而调整,河道边界的约束使得主流趋于稳定的同时,带来主槽沉积速率大于滩地,局部河段“二级悬河”发展严重。目前下游河道萎缩是一定水沙条件下的产物,遇到有利水沙,断面仍会发生相应调整,主槽萎缩的局面会得到改善,下游河道的过洪能力会逐步提高。     

黄河口海洋动力输沙能力分析

采用数学模型和资料分析的方法对清水沟时期黄河入海泥沙的输移扩散规律进行了分析研究。通过数模计算得出：随着河口三角洲的演变,河口海洋动力输沙能力也相应变化,河口沙嘴突出岸线的程度越大,海洋输沙能力越大,输入外海的泥沙越多;对于特定的岸边界,海洋输沙能力的变化取决于入海水沙搭配关系,在入海沙量相同条件下,来沙系数越小,输送至外海沙量越多,反之亦然。通过实测资料分析指出：黄河口海洋输沙十分复杂,涉及岸边界、各种持续和偶发的动力等诸多因素。实测的冲淤分布往往是诸多因素综合作用的结果,很难分离出某种因素单独所起的作用。实测数据显示,河口泥沙冲淤分布与来水来沙条件相关性不强。但总的看来,黄河改道清水沟以来,1977-2000年间,来沙量偏少,输入外海泥沙的比例比其它流路时期偏大,排沙比达54％,平均每年输入外海泥沙的绝对量为2．83亿t。但具体到各个年份,不论是排沙比还是绝对量,年际间差异都很大,每年输入外海的沙量并不局限在2.3亿t。     

黄河入海口水沙通量变化规律

根据利津站1950-2003年长系列的水、沙实测资料，运用统计分析方法对比分析研究了长系列及近期（1986-2003年）黄河入海口区水、沙通量的季节性变化、年际变化以及水、沙通量之间的关系。结果表明，①黄河入海口区的水沙通量有明显的季节性变化，其中沙通量的变化更为显著；②丰水年很少连续出现，枯水年有75％以连续两年的形式出现；③多沙年有连续几年出现1次的，也有连续2年或3年都出现的，少沙年基本上以连续形式出现，最多可达7年；④水沙通量间存在一定的相关性，其中细颗粒泥沙通量与水通量之间的相关性较弱。     

引海水冲刷黄河下游河槽的数学模型计算研究

利用本河段典型的长系列的水沙过程,从典型断面的河床冲淤、河道水位等方面对准二维非恒定水动力学泥沙数学模型,进行了验证计算,在此基础上开展了“引海水冲刷黄河下游河槽”模拟计算。其结果表明,注入海水后有明显的冲刷河槽效果。例如,在引海水1000m3/s和黄河典型来水来沙的组合条件下,注入点(西河口)以下河道沿程冲刷65km,3000m3/s时水面比降变化幅度为5.9‰～10.1‰;注入点以上溯源冲刷121km,注入点附近3000m3/s时水位降低最大值为2m左右。     

1960年前黄河下游河槽淤积物粒径组成分析

利用1999年汛前深层钻孔取样资料和历年淤积实测大断面资料分析出1960年前无三门峡水库影响的“自然”水沙情况下,下游河道主槽淤积物中d≥0.1 mm以上泥沙占50.7%,比1960-1999年大30个百分点,这种泥沙在下游的淤积比高达83.1%,比0.05 mm以上泥沙的淤积比高39个百分点。指出应在黄河中游寻找出0.1 mm以上的粗泥沙集中来源区作为近期水土保持的重点区域。     

论黄河干支流悬移质粒径与含沙量关系

黄河干支流资料表明，河流中悬移质泥沙粗细的变化既有随着含沙量的增加而变粗的，也有随着含沙量的增加而变细的。本文分析了黄河干支流泥沙粒径与含沙量关系的不同资料，提出了较大含沙量情况下泥沙粒径与含沙量的统计关系，解析和讨论了所推导出的悬移质泥沙粒径与含沙量的关系。     

黄河源头地区泥沙来源的初步分析

黄河源头扎陵湖、鄂陵湖为吞吐湖泊,是黄河源头二大主要湖泊。扎陵湖、鄂陵湖等众多的湖泊的滞洪拦沙,使大量泥沙淤积在湖泊中,黄河源头控制站黄河沿站实测输沙量、含沙量、输沙模数也难以全面反映整个黄河源头产沙状况。在统计分析黄河沿站实测输沙量的基础上,初步分析了黄河源头泥沙来源和分布。黄河沿站泥沙主要来源于鄂陵湖出口—黄河沿站区间,同时估算了进入扎、鄂二湖沙量,年平均进入扎、鄂二湖泥沙量约为13万t左右,大部分淤积在扎陵湖内。黄河源头输沙模数呈自东向西递减的分布规律,认为在鄂陵湖以上多年平均输沙模数一般为5～10t(km·a),鄂陵湖出口以下多年平均输沙模数在20～40t(km2·a)之间。     

黄河下游输沙量的沿程变化规律和计算方法

以1950-2002年实测输沙资料为基础,研究了黄河下游的输沙量和排沙比变化特点,参照能够反映黄河特点的考虑上站含沙量的输沙率公式,建立了黄河下游逐河段的输沙量和排沙比计算公式。实测资料的验证表明,本文建立的输沙量和排沙比计算公式具有较高精度,可以作为分析水沙变异条件下黄河下游河道泥沙输移规律的参考。     

黄河下游低含沙洪水的冲淤特性兼论艾山-利津河段不淤临界流量

黄河下游上、下河段河道形态迥异,同流量输沙能力上段大,下段小。观测表明一定流量的低含沙洪水,就全下游来说可以产生冲刷,但对下段(艾山以下)来说往往发生淤积。本文通过实际资料分析了下游河段的排沙比关系及不同来沙条件下泥沙冲淤强度等规律,并利用下游低含沙水流挟沙力关系,深入分析了艾山—利津河段不淤临界流量。结果表明这段河道不淤流量不仅与来水含沙量有关,还与河口段淤积延伸对艾山—利津段水面比降有顶托作用有关。     

黄河高含沙水流的高效输沙特性形成机理(黄河下游河道存在巨大的输沙潜力)

利用黄河主要干支流渭河、北洛河、黄河下游及三门峡水库大量实测资料,结合高含沙水流流变特性分析得出:河道中的高含沙水流的阻力与低含沙水流相同,均可用曼宁公式进行阻力计算;由于黄河泥沙组成较细,d50=0.03~0.10mm,随着含沙量的增加颗粒的沉速大幅度降低,泥沙在垂线上分布变得更加均匀,当含沙量大于200kg/m3以后发生改变;从泥沙存在对水流结构,流速在垂线上的分布特性上分析,含沙量200kg/m3左右时输送最困难,并得到河道实测资料的证实。由于粘性的增大,粗颗粒泥沙在河道中也能顺利输送,洪水期实测含沙量可达800~900kg/m3,表现出高含沙水流的高效输沙特性;黄河下游艾山以下河段实测洪水的最大含沙量为200kg/m3,在流量2 000~3 000m3/s时,高含沙洪水均可顺利输送。利用河道输送高含沙水流入海的主要障碍是改造宽浅游荡河段为窄深稳定的河槽。