若尔盖泥炭型弯曲河流的崩岸机理研究

弯曲河流凹岸在近岸水流淘刷作用下发生崩岸是河湾横向迁移的直接动力。基于2011-2015年野外调查发现,黄河源的若尔盖盆地发育众多的弯曲河流,其河岸上部为泥炭层,下部粉沙层,可称为泥炭型弯曲河流。通过野外测量和粉沙层淘刷过程的分析,以及崩岸临界力矩平衡分析,从机理上研究了泥炭型弯曲河流的横向淘刷速率与崩岸机制,推导了泥炭型弯道的粉沙层横向淘刷速率的表达式,提出了确定淘刷系数的方法,获得了泥炭块的临界崩岸宽度公式,其计算值与实测值较相近。     

冲积河湾裁弯形式与几何临界形态

自然裁弯是冲积河湾演变的突变事件,它既是某个河湾走向消亡的终点,也是新的河湾发育的起点,但裁弯形式和几何临界形态的规律尚未得到完全揭示。通过解读众多河湾裁弯的卫星图像,依据河湾裁弯的平面形态和动力条件,将裁弯形式分为串沟型、崩岸型和冲切型。统计表明,河湾的颈口宽度与平均河宽比值从大到小依次是串沟型、冲切型和崩岸型,而河湾裁弯时弯曲率从高到低依次是崩岸型、冲切型和串沟型。通过定义河湾形态参数,测量了16个正裁弯的河湾形态,并确定河湾发生裁弯时河道中心线的弯曲率为极限弯曲率。极限弯曲率可作为自然裁弯的一个临界     

一种辫状河、曲流河复合沉积体层序特征及其成因

为了探讨辫状河、曲流河复合沉积体系的层序地层分析方法,以哈萨克斯坦南图尔盖盆地南部下白垩统沉积体为例,在确定河流成因类型和相构成的基础上,考虑沉积地质、测井和地震资料,对下白垩统沉积体进行层序地层划分.结果表明:研究区下白垩统层序1主要发育低位体系域和湖侵体系域,高位体系域发育局限.低位体系域主要为辫状河沉积,包括河床滞留沉积和心滩;湖侵体系域主要为曲流河沉积,包括曲流河河道和泛滥平原.辫状河与曲流河复合沉积层序主要受古气候、古构造和沉积物供给因素控制.该复合沉积层序的形成为认识和对比地下复杂河流相地层提供了较好的实例.     

鄂尔多斯盆地东北缘府谷剖面中二叠统盒8段沉积相特征

鄂尔多斯盆地苏里格东部地区中二叠统盒8段为主力产气层,厘清其沉积相特征对指导该地区的天然气勘探具有重要意义。鄂尔多斯盆地东北缘府谷剖面与苏里格东部地区具有相似的物源体系与沉积环境,通过对府谷剖面进行实测,结合剖面岩石颜色、岩石学特征、微量元素特征、岩相特征等相标志分析,对盒8段沉积相进行准确划分并明确其沉积特征,可以弥补苏里格东部地区盒8段研究大部分局限于钻井、地震等方面,缺乏露头沉积相支撑的不足。结果表明:府谷剖面盒8段以灰绿、黄绿色粗—中粒岩屑砂岩为主,结构成熟度中等—较低; 微量元素V/(V+Ni)值表明盒8段沉积时期为氧化—弱还原过渡环境; 共划分出12种岩相,其中,块状砾岩相(Gm)、槽状交错层理砂岩相(St)、板状交错层理砂岩相(Sp)、平行层理砂岩相(Sh)为河流沉积中的典型岩相,不同岩相组合构成盒8段沉积体两种不同的垂向沉积序列; 盒8_下段—盒8²_上段为辫状河沉积,盒8¹_上段为曲流河沉积; 辫状河的垂向沉积序列由滞留沉积(Gm-Gst-Gsp)→心滩(Gst-Sq-Sp-St-Gm-St)→河道充填(Gm-St-Sh-M)→废弃河道(Sh-Fr-Mh-Sh-Fr-Mh)→越岸沉积(Sh-Fr-Mh-Fr-Mh)→泛滥平原(M-Mh-Mc-Mh-M)等6类微相构成了一个二元结构不明显的正粒序沉积序列; 曲流河的垂向沉积序列由滞留沉积(Gm)→边滩(Sp-St-Sm-Sp-St-Sh)→河漫滩(M-Mh-Mc(Fr)-Mh-M)等3类微相构成了一个典型二元结构沉积序列。     

黄河下游游荡河型与弯曲河型之间的关系研究

分析了黄河下游的河型分类,计算并统计了黄河下游冲淤标准化输沙平衡数,采用集合数学方法,研究了弯曲河型和游荡河型的关系。研究表明,在冲淤标准化输沙平衡程度数方面,弯曲河型是游荡型的真子集,游荡河型包含弯曲河型,弯曲河型与游荡河型的重叠部分建议归为弯曲河型,游荡河型比弯曲河型多了些数值较大的冲淤标准化输沙平衡程度数。     

汉江中下游河道最佳弯道形态

在前人研究的基础上,明确了河流最佳弯道的概念,认为河道最佳弯道形态不仅与水流条件有关,也决定于河床周界条件包括河岸组成粒径和沙粘土组成.综合水流动力条件和河床组成因子,初步建立了河道最佳弯道形态曲率半径的表达式,并结合汉江中下游弯道实际,建立了该河道最佳弯道形态的经验公式,该公式对于水利工程和航道工程中弯道形态的确定具有一定的参考价值.     

液膜表面波在切应力作用下的线性稳定性

基于液膜表面的力平衡方程和边界条件,建立了在切应力作用下表征沿倾斜壁面下降液膜流动特性的O-S方程。利用摄动方法,求得了液膜表面波扰动的无量纲流函数扰动和波速表达式,分析了切应力、雷诺数和波数对稳定性的影响。研究表明:切应力是影响液膜稳定性的重要因素之一,同向切应力起不稳定性作用,反向切应力起稳定性用;液膜表面波的稳定性随雷诺数增大逐渐减弱;反向切应力使临界雷诺数增大、扰动增长率减小,同向切应力则起相反作用;表面波扰动的传播速度与波数有关,长波的传播速度低于短波,同向切应力使其传播速度增大,反向切应力使其减小。     

桥梁对河流阻水影响的一个综合判别指标

针对桥梁对河流的阻水影响问题,基于河流能量观点提出了考虑河流能量与桥梁阻水比双因素的综合判别指标η,应用其讨论了山区河流和平原区河流修建桥梁对河流的阻水影响。结果表明:综合判别指标η可以有效地区分相同桥墩布置形式桥梁对不同类型河流的阻水影响;综合判别指标η可以指导桥墩在河流中的合理布置,有效减小桥梁对河流的阻水影响,与桥梁阻水比、单宽流量等指标在指导桥墩合理布置方面起到相同效果。该研究成果在一定程度上弥补了一般桥梁阻水比指标的不足。     

Experiments on Development of Channel Pattern in the Process of River Reformation

The changing of flow conditions caused by construction of hydro-projects will result in river‘s refor- mation and development of channel pattern.In this paper,the development of channel pattern in the process of reformation is studied by means of flume experiments.Influence of slope,grain size,angle-of-inflow,dis- charge and discharge process are comprehensively analyzed according to the experimental data.It was found that the channel would be widened as the river slope or discharge increased and grain s...     

泥石流堵塞大河的特点及异岸受灾判据研究

研究了典型堵河事件,提出了泥石流堵塞大河的特点:存在全堵、壅堵和局部堵塞3种堵河模式;局部堵塞是最普遍的堵河形式;高速水流冲刷异岸,或迫使主河改道而成灾是泥石流局部堵塞大河的主要成灾模式之一。针对这种成灾模式运用数值模拟方法分析主河在不同堵塞系数时的水流流场,基于信息熵原理分析主河流场有序度,得出当堵塞系数R为0.80～0.90时,主河流场熵值急剧下降,且此时流速也大,把堵塞系数R>0.80作为泥石流局部堵河异岸受灾判据。通过岷江流域银杏至映秀段泥石流堵河实例验证,表明数值模拟结果与实际情况吻合,泥石流局部堵河异岸受灾判据可行,为制定泥石流堵河灾害减灾对策提供科学依据。     

河网水体流动控导措施二维数值计算分析

引水入城是改善城市河网水环境的重要途径,但由于各种条件的约束,可能仍然存在流动性很小的河流.利用什么措施来增加这些流动性小的河流的流动性,再进一步又如何论证工程措施对增加水体流动的效果是重要的研究课题.本论文利用建立和验证了的河网平面二维数学模型,计算了设置并关闭和现状鸣山路江没有水闸条件下的水体流动状况,由两种情况的计算结果得到的水力要素增值及其分布图可以看出,设置并关闭水闸,当水闸关闭其他条件不变的情况下使得附近河流庙山江、西五灶江和西四灶江流速增加,水体的流动性增加明显;壅水河段仅在局部河段,且壅水很小.计算结果为工程提供了定量依据.     

实施流域数字化 推进水利信息化

从加速水利信息化,推动水利现代化出发,论述了实施流域数字化的必要性,紧迫性和基础地位,简要地阐述了流域数字化的含义,内容,作用和技术实现,以高起点,实行跨越式发展的观点,强调了要采用国内外先进技术,扎实,快速地实现水利信息化。     

滑坡–堵江–涌浪灾害链模拟的DEM–CFD耦合分析方法及其应用

滑坡-堵江-涌浪灾害链的演化过程涉及复杂的滑坡-河流相互作用。为了真实再现这一演进过程,本文提出了一种扩展的离散元法（DEM）与计算流体动力学（CFD）耦合数值方法,通过在局部平均DEM-CFD耦合方法中引入流体体积法（VOF）建立了一套能够描述河流自由水面演化的扩展DEM-CFD耦合数值框架,实现了对滑坡涌浪形成及传播过程的追踪;并提出了一种新的局部孔隙率计算方法即虚拟球模型,来克服网格颗粒临界尺寸比的限制,从而实现复杂地形建模要求;进一步通过多个典型算例验证其准确性和有效性。在此基础上,开展了滑坡-堵江-涌浪灾害链演化模拟,并应用至白格滑坡坝形成过程复演,深入分析了滑坡-河流动态演化过程及耦合作用机理。结果表明：所提出的方法能够准确模拟滑坡-河流相互作用;滑坡-河流-河谷地形的耦合作用驱动了灾害演化,滑坡体驱动了涌浪的传播,而河流则增加了滑坡体的动能耗散,且对其沉积过程在河流流向上产生相反影响;模拟得到的白格滑坡运移路径、沉积形态及涌浪侵蚀面积与实地调查结果吻合度较高,成功再现了2018年10月11日白格滑坡堵江事件。本文所提出的扩展DEM-CFD耦合数值方法为深入研究滑坡-堵江-涌浪灾害链演化机制提供了有力的数值工具,对于灾害预测及防灾减灾策略的制定具有一定的参考价值。     

三峡建库后荆江河段河床形态变化

分析了三峡建库后下泄水沙条件的变化，预估了荆江河段横断面的发展趋势，指明了荆江河段在下切的同时仍维持现在的弯曲与蜿蜒河型．     

基于储层构型的剩余油研究

以羊二庄油田明化镇组下段曲流河沉积为例,采用测井响应分析、油藏综合分析、层次分析等方法,基于特高含水开发期曲流河储层构型研究的基础上,解析了单一河道、点坝及点坝内部构型单元等不同级次曲流河储层构型对剩余油分布的控制与影响。     

高弯度曲流河沉积体系特征及点坝砂体内部建筑结构分析

点坝砂体作为曲流河沉积体系中的砂体骨架部分,其独特的沉积作用导致砂体内部非均质性极其严重。在对渤海盆地高弯度曲流河各微相特征分析的基础上,进一步解剖了点坝砂体内部建筑结构,并总结出了一套研究方法。针对点坝砂体的特点,提出了通过水平井技术提高剩余油挖潜的措施。     

弯道水流运动和河床变形数值模拟研究进展

弯曲河段水流运动与河床变形规律广泛应用于河流治理、引水灌溉、护岸工程等诸多领域.首先,对弯道水流运动及河床变形一般特性做了简要概括;其次,对弯道水流运动、河床冲淤变化及河岸冲刷方面的数值模拟研究成果进行了简要评述;最后,指出了目前弯道水流运动及河床变形数值模拟中存在的主要问题,探讨了该研究领域的发展趋势.     

沿海河道生境特征及植物群落构建研究

在中国东南沿海及感潮河口地区的新围垦土地上,每年都有数百公里新河道出现.这些河道具有普通平原河道的水文、水力学特征,同时具有沿海、河口地区特殊的气象、土壤特征.河床、河岸土壤来源于滩涂淤泥,含盐率普遍较高.河岸滨水带坡陡,持水持肥能力低,高坡位易受干旱、盐分胁迫,而在常水位附近,又常受涝渍胁迫.夏秋季节,常受台风、暴雨袭击,河岸易生土壤侵蚀、滑坡、塌岸现象.而在干旱的秋冬季节,在海风作用下,缺乏植被覆盖的河岸成了沙尘的源地.植物生境条件非常恶劣,如果不进行人工植物措施干预,成陆后很长一段时间,沿海河道都难以形成稳定、健康的植物群落.为了加快沿海河道植物群落构建、改善沿海河道生态环境,课题组在浙江省科研基金资助下,在全省沿海及钱塘江河口地区选择了多处试验河道,持续开展了5a的试验研究,优选了包括木麻黄、柽柳、狗牙根等20多种适宜植物,构建了 6个稳定、健康的植物群落,并在全省各地建设了多处示范工程.试点、示范工程河岸植被覆盖率、郁闭度、三维绿量逐年提高,河岸抗侵蚀能力增强,土壤侵蚀明显减少,取得了显著的生态、社会效益.研究成果在全省各地被普遍推广应用,部分成果写入浙江省河道生态建设标准.     

三峡水库运用后长江倒灌鄱阳湖特性研究

三峡水库建成后,长江与鄱阳湖的关系变化一直是社会各界关注的热点问题。江水倒灌是长江与鄱阳湖关系的主要特征,其变化特性和发生条件目前仍存在一定争议。本文利用长江干流九江、八里江和大通站及鄱阳湖星子、都昌、康山、湖口站的实测资料,从江湖水位、流量关系及径流的年际、年内变化等方面,分析了三峡水库2003年建成运行后长江干流与鄱阳湖关系的变化。基于能量平衡的基本原理,研究了江水倒灌鄱阳湖的内在机理,提出江水倒灌条件的理论公式。结果表明：1）鄱阳湖具有洪水湖相、枯水河相的特性。都昌站水位在15 m以上时,湖区由河相向湖相过渡;康山站水位在17 m以上时,湖区呈现湖泊特性。2）江水倒灌主要发生在汛期7-9月,7、8、9月分别占倒灌总天数的41.6 %、24.8 %、28.8 %。三峡水库175 m试验性蓄水后,水库汛期拦蓄洪峰,在一定程度上削弱了倒灌强度。3）长江水位高于鄱阳湖水位,长江出现大的洪水过程且鄱阳湖5河总入流消退或过程平稳是倒灌形成的必要条件,而倒灌流量的大小和持续天数主要取决于长江洪水的持续时间和洪峰量级。提出的研究方法和结论可为深入认识江湖关系及影响机理提供参考,也可为鄱阳湖综合治理提供科学依据。     

长江中游监利河段崩岸数值模拟

以监利河段为例,针对弯曲河段复杂的地形和河势,基于移动坐标的计算原理,建立移动坐标下的平面二维水沙数学模型.通过在泥沙运动方程中增加横向输沙项,对该模型进行扩展,使其能较好地模拟弯道环流的横向输沙效应.借助土力学中边坡稳定性理论,对河岸崩塌变形进行数值模拟.通过对该河段水流泥沙运动过程及河床演变过程的复演结果分析,表明该模型不仅能够模拟该河段水流运动规律,而且能模拟河道的崩岸.