武开河的边界约束判别准则

根据封冻河道春季冰盖破裂机理,采用弯曲河道边界约束概念,提出可用于预测武开河发生的判别准则,并对其适用性进行了论证。应用黄河河曲段1985~1994年的原型观测资料对该判别准则进行验证,结果表明该准则可以较好地用于河道武开河的判别。     

弯曲河段船闸口门区通航水流条件探讨

船闸口门区通航水流条件中的横向流速指标是衡量船舶能否安全进出引航道口门区的主要标准之一。通过对位于弯曲河段的水利水电枢纽工程资料的收集分析,发现存在口门区局部区域流速测点横向流速超过规范限值,但船模航行参数符合要求的现象。针对这一问题,以大源渡航电枢纽二线船闸口门区通航水流条件模型试验和船模航行试验为基础,研究弯曲河段口门区船舶航行的特点,分析2种试验结果的差异,提出了在衡量弯曲河段船闸口门区通航水流条件时应考虑船舶航行存在艏向角的因素,以及船舶的有效横向流速应与规范中的限值进行比较的建议。     

长江下游江阴-福姜沙弯曲与分汊过渡河段边滩演变研究

研究三峡工程蓄水后长江边滩的水沙动力条件及其演变规律,有助于合理利用边滩资源,促进长江航运发展,具有重要的科学研究意义及实践应用价值。以靖江边滩为例,根据该水域丰富的水沙及地形观测资料,分析了弯曲与分汊河型过渡段靖江边滩年内动态冲淤演变规律及其成因。研究表明:靖江边滩上段河势稳定,中下段冲淤反复,边滩冲淤变化主要位于7.0～12.5 m范围。靖江边滩沿程冲淤年内随流量的变化而变化,边滩上游弯道节点年内主流摆动、丰水期上游丰富的泥沙来源以及下游福姜沙阻水分流是造成过渡段靖江边滩冲淤演变的主要影响因素。     

汉江兴隆弯曲宽浅河段不同水沙条件下冲淤演变的数值模拟研究

以汉江兴隆至两家湾这一典型的弯曲宽浅河段为例,利用2005年实测河道地形与水流泥沙资料,采用平面二维水流泥沙数学模型计算模拟了河段内的水流泥沙运动,分析弯曲宽浅河段在不同水沙条件下的河床冲淤变化。结果表明:各典型年水沙条件下,汉江兴隆弯曲宽浅河段整体发生冲刷,航道问题仍非常突出,应在该河段修建整治工程进行整治。     

春季河道武开河与文开河的判别准则初探

根据春季河道武开河初始发生时的边界约束条件,提出以开河期水位增值作为河道开河方式的判别准则。对于某一特定河段,存在一个高于稳封期最高水位的水位增长值,该值可作为区别武开河与文开河的临界值,其大小近似与稳封期冰盖体最大厚度成正比。应用黄河昭君坟水文站原型观测资料对所提出的判别准则中的参数进行率定,使该准则可以用于河道武开河或文开河的判别。     

弯道推移质泥沙运动特性及其对河道演变的影响

弯曲河道水流、泥沙的运动特性与顺直段不同 ,存在横向流速与横向输沙。在考虑了弯道河段横向水流影响的条件下 ,导出了弯道河段泥沙的起动流速公式 ,并进行了合理性分析 ,认为在相同的纵向流速条件下 ,弯道段凹岸侧泥沙的起动粒径和泥沙输移速率均较顺直段大。同时结合弯道段水流和泥沙的运动特性阐明了弯道河段的演变规律。     

弯道推移质泥沙运动特性及其对河道演变的影响

弯曲河道水流、泥沙的运动特性与顺直段不同,存在横向流速与横向输沙。在考虑了弯道河段横向水流影响的条件下,导出了弯道河段泥沙的起动流速公式,并进行了合理性分析,认为在相同的纵向流速条件下,弯道段凹岸侧泥沙的起动粒径和泥沙输移速率均较顺直段大。同时结合弯道段水流和泥沙的运动特性阐明了弯道河段的演变规律。     

桥区河段洲滩变化对通航条件的影响

桥区河段的洲滩演变,可能会改变桥区的航道条件,影响船舶通航。武汉长江大桥所在的武桥水道河段汉阳边滩年内呈现汛冲枯淤的规律,如果枯水期汉阳边滩淤积展宽,武汉长江大桥上水通航孔水深不足,不能通航,或者即使水深足够,但因桥位上游的航槽过于弯曲,上水船舶通航困难,常需要调标改孔,严重时必须采取疏浚措施。将二维水流数学模型与船舶运动漂移量模型相结合,计算分析了汉阳边滩不同淤积形态条件下上行船舶通过大桥上游弯道的所需航宽,从船舶运动学角度分析了汉阳边滩淤积展宽影响桥区通航的机理。结果表明,即使4 m等深线没有直接淤积通航桥孔,当汉阳边滩突咀较大且靠近大桥时,桥位上游弯道宽度不满足上水船舶安全通航所需航宽的要求,必须采取相应措施。     

感潮河段潮流量测验测次分布对潮量计算精度的影响

针对长江下游苏通大桥桥位河段的水文地质特性,对涨落潮分别采用3种潮流量测验测次分布方案,研究潮流量测次分布对潮量计算精度的影响。以连续实测潮流速资料推算的涨落潮量作为真值,将各不同测次方案下推算出的涨落潮量与之比较,进行误差分析。结果表明：潮量计算精度随着测次的增加而提高;目前感潮河段采用落潮流1 h施测1次的常规测次方案较为合理;涨潮流0.5 h施测1次会导致涨潮量系统误差偏小,净泄量比实际值偏大,继而影响桥位河段潮量计算精度和水资源量的控制,需要进行误差校正。     

近期长江荆江河道演变特点

从长系列资料看,上游来水量无趋势性增大或减少,来沙量自20世纪90年代以来明显减少.入洞庭湖三口分流分沙呈减少趋势,尤其以藕池口衰减最为突出. 1998年大水造床作用明显,上荆江滩槽皆冲,以冲滩为主;下荆江表现为冲槽淤滩,总体呈淤积状态.还对重点河弯,如沙市、石首河段,自1998年大水以来的最新演变情况作了详细分析,主要特点表现为沙洲移动、主流线摆动,顶冲点普遍下移,崩岸时有发生.     

水文实验六十年

丹江口及三峡水库运用后,坝下游急弯河段普遍出现了不同程度的切滩撇弯现象,以往研究表明弯曲河道的切滩撇弯是由于水流弯曲半径与河道曲率半径的不相适应所致,水流动力轴线摆动是发生切滩撇弯的基本原因之一,水流动力轴线摆动是水流动力因素与边界条件共同作用的结果。以往研究主要集中于水流动力因素变化对水流动力轴线摆动的影响,然而围绕水流动力因素与边界条件共同作用对水流动力轴线摆动幅度的影响研究较少。以三峡水库下游荆江典型弯曲河段调关－莱家铺河段为例,采用二维水流数学模型模拟了不同流量级条件下本河段的流场分布,绘制了 6 种流量级条件下的水流动力轴线,选取了多个不同曲率的典型断面,对比各个断面在不同流量级下水流动力轴线的摆动幅度,分析了河道曲率变化对水流动力轴线摆动幅度的影响。结果表明: 水流条件的改变是导致水流动力轴线摆动的主要因素,随着流量的增大,水流动力轴线的摆幅逐渐增大,顶冲点位置向下移动,河道的曲率大小影响水流动力轴线摆动对流量改变的响应,河段的曲率越大,这种响应越快,向凸岸侧产生的摆动幅度越大。结合数值模拟结果可以看出,在小流量作用下,水流动力轴线与深泓线基本一致,大流量作用下,水流动力轴线在弯曲河段大曲率处靠近凸岸,与实际发生的冲淤情况一致,这会导致弯曲河段大曲率处容易出现撇弯切滩现象。本次研究可为进一步深入研究三峡水库下游弯曲河道的演变规律提供参考。     

咸潮影响河段取水水源可靠性的分析

为分析咸潮河段取水水源可靠性,通过建立潭江一维河网水质数学模型和实测资料分析结合的方法对银洲湖纸业基地潭江取水口布置进行探讨。一维河网水质数学模型采用上游设计枯水流量遭遇下游典型潮的计算方案,并在枯水期对取水口上下游河段氯离子质量浓度进行了同步实测。计算分析结果表明:潭江取水口取水流量可靠,满足设计保证率取水要求,取水水质也基本满足要求,但在P=97%特枯年份受咸潮影响情况下会出现短时段氯离子超标现象。在采取一定取水风险的规避措施情况下,该取水口取水水源是可靠的。     

三峡工程运用后长江中游沙市河段演变与治理思路

三峡工程运用以来,长江荆江河段水沙条件发生较大改变,河床冲淤变化剧烈。沙市河段地处上荆江中段,属弯曲分汊河型,多年来深泓左右摆动和分汊段主支汊易位频繁,是荆江河势变化频繁、防洪形势严峻的河段之一。利用多年来,特别是三峡工程蓄水后的原型实测资料,首先分析了河段控制水文站的水沙特性及太平口分流分沙变化,并进一步分析了三峡工程运用以来沙市河段的河道冲淤演变特点及演变趋势,在此基础上综合考虑河段的防洪、航运、取水等需求,探讨了沙市河段未来的综合治理思路。