长江宜昌河段低水位变化研究

长江宜昌站低水位的演变呈下降趋势,主要原因是河道采砂及水库拦砂引起下游河床冲刷下切,从１９７３年初至１９９８年初流量４ ０００ｍ３/ｓ时相应水位下降了１．１１ｍ。分析研究河道冲淤量、糙率、比降变化对低水位的影响,表明:三峡水库初期蓄水运用,本河段冲刷引起低水位下降的空间不大;宜昌低水位属长河槽控制,虎牙滩以下控制河段冲刷或采砂对该河段低水位下降影响较大;本河段淤积对低水位抬升影响较大。     

水库与河道采砂共同作用下的河道演变分析

水库与河道采砂共同作用下的河道有其独特的演变进程。以闽江下游河道为例,对水库及河道采砂作用下的河道演变情况进行初步分析,探讨了两者联动作用下的河道演变特征。结果表明:在水库清水下泄及河道采砂共同作用下,闽江下游河床的演变主要表现为河床纵横向的大幅度下切,河道断面面积显著扩大,河床泥沙损失量极大。在采砂得到禁止的北港,河床则较为稳定,冲淤幅度小。水库与河道采砂引发的河床演变均是使河床形态朝着与水沙条件相适应的平衡状态发展,两者作用下的河道演变呈现出3个特征:河道冲刷加剧,河床下切幅度明显;河床演变规律复杂,演变趋势难以准确预测;演变带来的不利影响非常严重。     

赣江入鄱阳湖北支封堵对尾闾河网水流特性影响试验研究

赣江下游尾闾河道为冲积性多级分汊型河道,主要分为西河、东河,西河分汊为西支和北支、东河分汊为中支和南支。由于水文情势的改变使得赣江水环境和航行条件恶化,拟封堵赣江入鄱阳湖北支以改善水流条件,而对河道的封堵会改变其它支流的水流条件。所以基于物理模型试验,通过分析北支封堵后赣江下游尾闾河网水位、流速、分流比等水流特性的变化,探讨入鄱阳湖北支封堵对尾闾河网水流特性的影响,为赣江尾闾河道整治提供技术依据。试验结果表明:封堵入鄱阳湖北支后,西河分流比减小,东河分流比增大,西支、中支、南支分流比增大,且水位都有所抬高,此外,由于分流比增大,西支、中支、南支部分断面流速增大。     

赣江东河南昌至三江口河段河床演变分析

航道整治工程一般包括筑坝工程、疏浚工程和护岸工程,其布置需在考虑河道实际情况及河床演变规律基础上进行。通过对赣江东河南昌一三江口河段河床冲淤计算及险滩演变分析,表明本河段上段由于近期河床采砂,冲刷量与冲刷厚度较大,下段冲刷量较少,只有上段冲刷量的34％左右,导致下段河床相对较高,枯水位时阻挡水流,甚至产生壅水现象,枯水航道深只有0．3m左右,碍航严重。总体而言,赣江东河八一桥一三江口河段河床近期处于冲刷变形状态。为该河段航道整治工程的拟定和布置提供参考依据。     

不同整治工程条件下赣江尾闾河网水流特性试验研究

赣江尾闾为冲积性多级分汊型河道,分为西河、东河。西河在裘家洲头,分西支和北支;东河在杨子洲头,分中支和南支。近年来人类各类活动使得赣江尾闾水文情势发生根本变化,对下游水资源利用、水生态环境等带来一系列影响。为了研究赣江尾闾综合整治工程对河段水流特性的影响,采用物理模型试验,重点分析了赣江尾闾河道在不同整治方案下的洪水位、分流比、流速分布等对河网河势的影响。试验结果表明:赣江尾闾北支控堵整治方案对各支沿程洪水位、分流比、流速分布影响较大;而南支疏浚、四支建闸的影响较小,南支疏浚后对工程河段内流速分布的影响主要在于主流线向左岸偏移,而对断面最大流速的影响较小。试验成果对优化整治工程方案具有重要参考作用。     

闽江下游闽清河段河道演变分析

闽清河段位于闽江下游,受水库建设、河道采砂及航道整治等人类活动影响,水沙条件变化和河床演变较为剧烈,崩岸事故频发,给沿岸人民的生产、生活等带来较大影响。依据河道实测地形资料,从河道平面、深泓线变化及河床断面形态等方面对该河段的演变特征进行了分析。结果表明:受河道两岸山体及河中丁坝群制约,闽清河段平面变化受到限制,历年来的演变以纵向的刷深为主,且刷深幅度明显;其演变受到河道形态与河床边界、水库建设、河道采砂、涉河工程建设、大洪水、支流入汇及潮汐顶托等多个因素的影响;结合演变影响因素的变化趋势,预计今后一段时期内闽清河道仍将以纵向冲刷为主,应加强涉河工程基础的守护。更多还原     

鄱阳湖水位变化对赣江尾闾河段分流比影响研究

赣江尾闾河段为典型的多级分汊河道,其分流比受诸多因素的影响。通过定床敏感性试验,分别探讨了在不同外洲流量工况下,鄱阳湖西支入湖水位、中支入湖水位、南支入湖水位动态变化和鄱阳湖水位整体变化对赣江尾闾各分汊河道分流比的影响规律。试验结果表明:随着西支、中支和南支入湖水位变化,赣江尾闾各支流分流比呈现出较好的线性变化规律,随着外洲流量的增大,其分流比随入湖水位变化率均呈现出幂函数递减的变化趋势;变动支流的入湖水位时,该支流分流比变化率最大,影响最明显;鄱阳湖水位整体变化时,赣江尾闾各支流分流比不会受到明显影响;东、西河分流比更易受南支入湖水位变化的影响。     

外洲流量对赣江尾闾多级分汊河道分流比影响的试验研究

赣江尾闾河段为多级分汊河道,其分流比受诸多因素的影响.通过物理模型试验,探讨了外洲流量对赣江尾闾分汊河道各支流分流比的影响规律,为赣江河段分流比影响的相关研究提供一定的借鉴.     

赣江入鄱阳湖尾闾东西河分流比变化规律分析

赣江尾闾在南昌段的裘家洲、扬子洲首次分为东、西河,其分流比变化特性直接影响到下游河道的稳定、防洪、航运、水生态水环境等方面的安全问题。影响分流比的因素众多,主要选取了过流条件和入湖水位两个因素,采用资料分析和模型试验的方法,分析了赣江东、西河分流比变化规律及其影响特征。对1998年以来裘家洲分流口东、西汊的断面演变状况进行了对比分析,结果表明:西汊在不同水位条件下的过水面积增大是西河分流比增大的主要因素;西河入湖水力比降降低幅度较东河要小,东河甚至出现了倒比降,这些均是影响分流比的重要因素。为此,进行了试验研究,试验结果表明:东河入湖水位对分流比的影响相较于西河而言更为显著,水位的变化幅度与分流比的变化呈线性相关关系,而且随着流量的减少,对分流比的影响更为敏感;西河分流比的变化与流量呈线性关系,东河分流比与流量则呈幂函数关系。     

赣江尾闾河段水情变化趋势及成因分析

利用赣江尾闾河段代表性水文站1956~2014年实测流量及水位资料序列,采用Mann-Kendall秩相关检验法和滑动平均法,研究了赣江尾闾河段特征流量及特征水位年际变化趋势,并从河床变形、上游来水变化及鄱阳湖湖区水位变化等方面分析了赣江尾闾河段水位变化的主要影响因素.研究结果表明:赣江尾闾河段特征流量总体以上升趋势为主,尤其是年、月最小流量总体呈显著的上升趋势;河段水位总体出现了下降趋势,尤其是年、月平均水位和最低水位呈显著的下降趋势,且河道上游段水位下降趋势要比下游段显著.分析其原因主要是因为近年河道有明显下切现象,河道容积大幅增加,其次是鄱阳湖湖区水位下降.     

长江和畅洲左汊潜坝工程对汊道演变的影响

长江镇扬河段和畅洲左汊潜坝工程是首次在长江主汊中采用全断面潜坝形式实施的汊道控制工程,工程建成后使和畅洲左汊分流比上升的势头得到有效遏制,基本实现了工程预期目标。为研究潜坝工程对和畅洲汊道近期演变的影响,比较了潜坝工程建成前后汊道平面、断面、分流比、槽蓄量等要素的变化;分析了来水来沙条件、上游河势变化、河床边界条件等因素对汊道的影响;从两汊道阻力变化对比、相对引水深变化及上游流速分布的改变等方面,初步探讨了潜坝工程对汊道的影响机理。结果表明,潜坝工程建成后和畅洲汊道发生了有利变化,而潜坝工程是和畅洲汊道近期演变朝着有利方向变化的主要因素。     

三峡水库下游河道冲刷粗化研究

三峡工程运行10余年以来,水库拦截了上游约75.5%的泥沙,破坏了原天然河道的自然形态与水沙条件的相对平衡,三峡大坝下游河道产生强烈冲刷,致使河床明显粗化。根据三峡水库蓄水后下游河段实测地形及床沙级配资料,分析了河道冲淤变化,并总结了四种床沙粗化计算方法。在此基础上利用接近冲淤平衡的宜枝河段实测资料对四种方法进行了验证计算。研究结果表明,韩其为方法的床沙粗化级配和冲刷深度与实测值吻合较好,较客观地反映了三峡水库下游河道的冲刷粗化过程。     

赣江南昌河段水位降低现状及影响因素

采用资料分析以及数模验证的方法,从赣江南昌河段水位降低与上游来水来沙、下游鄱阳湖水位降低以及南昌河段河床下切三个方面,对赣江南昌河段水位下降的影响因素进行了分析。结果表明:河床下切是赣江南昌河段水位降低的一个主要影响因素,大规模人为采砂是南昌河段河床下切的主因;下游鄱阳湖水位的降落亦会导致赣江南昌河段的水位下降,降幅随鄱阳湖水位降低的幅度、距鄱阳湖的距离以及流量的不同而不同,并且在枯水时受局部高滩河床的影响尤其明显;水流自然冲刷对河床下切造成的影响仅占1. 0%~3. 5%,对赣江南昌河段水位下降的影响有限。     

三峡水库运用后连续急弯河道冲淤特性分析

为探究三峡水库运用后下游连续急弯河道的冲淤调整规律,根据七弓岭、观音洲河段实测地形资料和水文资料,研究了水沙变异条件下河势变化和冲淤特性。研究发现:①三峡水库受上游水库调蓄作用,上游来沙量大量减少,上游来水基本处于清水状态;径流量重分配,枯水期流量增加,汛期洪峰削减。②三峡水库运行后,七弓岭、观音洲上下2个急弯河段首先冲刷,然后转变为“上冲下淤”的相反的冲淤性质,后又恢复为同时冲刷的状态;年内表现为枯水期冲刷,汛期淤积,上下弯道总是表现出相反的冲淤形态,即枯水期“上淤下冲”,汛期“上冲下淤”。③三峡水库运行后,七弓岭急弯河道趋向窄深,观音洲急弯河道则以展宽为主,弯道段与过渡段冲淤表现相反。研究结果以期完善弯曲河道的演变理论,并对下荆江河床演变预测、河道整治及河道保护工作提供技术支撑。     

河道实测冲淤量不同计算方法结果比较分析

在生产实践中,采用不同计算方法得出的冲淤量结果往往差别很大,部分河段、部分时段甚至存在冲淤性质相反情况。采用大量的实测水沙、地形资料,运用断面地形法、网格地形法和输沙量平衡法3种方法计算了三峡水库蓄水后三峡坝下游宜昌至监利河段的实测河床冲淤量,对不同计算方法的计算结果和影响计算精度的因素进行了分析,运用非线性分形理论对河床起伏程度与断面代表性关系进行了研究。研究结果表明输沙量平衡法需对悬沙测验成果进行改正,并考虑泥沙测验定线误差、水量不平衡、河道采砂和分流洪道冲淤;断面地形法需在弯道、汊道、河道急剧放宽和束窄的局部河段布置相对较密的断面;网格地形法需选择适宜的插值方法,且网格尺寸不宜大于施测断面点间距。     

20世纪80年代以来珠江三角洲网河区河性演变

针对20世纪80年代以来珠江三角洲网河受大规模采沙影响,其河道特性发生的显著变化,基于实测资料,从网河区河道的河床演变、水沙条件、同流量水位变化、西江和北江分流分沙变化、河槽容积及河道行洪能力等方面分析了珠三角网河区河性的演变情况。结果表明:20世纪80年代以来,网河区河床下切严重,来流量变化不大,来沙量大幅下降,同流量下水位下降明显,思贤滘对西江、北江的分水分沙有所调整,河槽容积增大,河道的行洪能力提高。随着规模取沙的减少,2005年后网河区河道进入新的平衡演变阶段。     

基于冲积系统趋衡响应模型的河床冲刷研究与预测

运用河流辩证法原理分析非平衡态河流的演变趋势，可见水沙或边界变化等扰动引发的系统偏差普遍表现出时空衰减的特性，在趋于新平衡态的过程中，水流与河床的相互作用总是使偏差朝减小的方向调整，遵循“趋衡性”或“趋衡响应原理”。据此假定扰动发生概率符合泊松分布及单个扰动响应强度满足指数衰减率，给出冲击系统趋衡响应模型的初步形式，基于美国多座水库下游河道实测数据的规律性检验表明，冲积系统对扰动的响应强度随时空推移呈非线性衰减趋势，体现了河流演变的时空趋衡性。在此基础上，选取泥沙起动难度与水流强度反映影响床面泥沙运动状态的两个矛盾方面，以两者之比作为定量描述趋衡衰减系数的动力学参量，率定相关系数后模型即有定量预测水库下游河道河床累计冲刷深度的功能。进而，运用基于三门峡水库下游实测资料率定后的模型对黄河中游古贤水库修建后下游河道的沿程冲刷及潼关高程下降引起的渭河下游河道溯源冲刷过程进行预测。结果表明，龙门和潼关的计算河床累计冲刷深度分别为1.84m和1.43m；潼关高程下降引起的渭河下游溯源冲刷河段长度约为250km，华县、渭南溯源冲刷深度分别为0.54m和0.25m。研究成果为冲积河流非平衡态时空调整过程的预测提供了新思路，具有较大工程应用价值。     

节点对长江下游马当河段汊道演变影响的研究

节点广泛存在于分汊河段,对汊道的影响至关重要,研究节点对汊道演变的影响,对指导河道治理具有重要意义。长江下游马当河段为典型的微弯分汊河型,先后有骨牌洲、棉外洲、瓜子号洲等将河段多级分汊,依次有小孤山、彭郎矶、马当嘴、马当矶等山体形成控制节点。建立了马当河段二维水沙数学模型,在验证的基础上,从水流及河床冲淤变化的角度,结合河床演变,探索各个汊道分流比调整后对上下游河段的影响,分析了节点在汊道演变中的控制作用。研究结果表明:经过小孤山-彭郎矶节点的控制,马当河段进口边界条件较为稳定,上游河势发生较大变化时,马当河段河势变化微小;经过马当矶-马当嘴节点的控制,棉外洲左右槽分流比变化为23.3%~58.1%时,对节点下游主流和河床冲淤的影响主要集中在2~2.5 km以内,影响范围有限。通过采用数学模型和河床演变分析相结合的方法,探索汊道之间演变的相互影响,分析节点的控制作用,为河道治理提供指导意见。     

2002-2018年长江口基本河槽冲刷及形态调整演化趋势

三峡蓄水后清水下泄对长江口河床演变产生何种效应是泥沙研究者普遍关注的问题。在阐述长江口近期来水来沙和边界条件变化的基础上,分析了长江口基本河槽河床冲淤特点、形态演变及其趋势。分析表明,长江口基本河槽发生了全面的强冲刷,河床形态朝宽深比减小的方向发展。各分段基本河槽上、中、下3层河床的冲刷分布,体现了长江口愈向上游段受径流作用相对较大,而愈向下游口门受潮汐动力作用相对较大对河床冲刷影响的特性。在保滩护岸和近期圈围工程与岸线整治工程作用下长江口总体河势仍将继续保持相对稳定;在三峡蓄水后来沙大幅减小的大环境下,基本河槽将连续受到冲刷,河床形态仍将朝窄深方向发展。     

基于卫星遥感技术的赣江尾闾河势演变分析

赣江尾闾地区是包括南昌市在内的江西省经济发展的核心区域,赣江作为江西省内第一大河,其尾闾地区河势变化对其周边地区的经济、防洪、环境等有着巨大的影响。运用卫星遥感技术,对1991—2010年赣江尾闾地区赣江的河道进行了河势演变的研究分析,得出了以下结论:(1)研究区域水域面积1991年约为121 km~2、2001年约为111 km~2、2010年约为132 km~2,经历了先减小后增加的变化过程。(2)历年来尾闾地区的变化主要集中在赣江主干、西支、北支,主干变化最为显著,而南支相对最为稳定。(3)主干的变化主要表现为河道扩张、江心洲面积大幅减小或者消失,其中在南昌市附近河道变化最为明显。推测这些变化主要是由人为影响包括有关工程建设、河砂开采等引起。(4)西支变化较为复杂,其上游段主要表现为河道展宽、水域面积变大,而下游段河道有所束窄;北支历年来均表现为河道束窄、江心洲面积明显增大;中支有所变化,但并不明显。