天然河湾极限弯曲度

天然河湾是弯曲型河流最显著的地貌单元。河湾形态处在发展变化之中,它通过凹岸侵蚀和凸岸淤积,不断地蠕动和变形,弯曲度持续变大直至自然裁弯。为了探究天然河湾在自然裁弯之前是否存在极限弯曲度,利用Google Earth卫星图像,选取了长江、黑龙江、密西西比河等9条河流(包括支流)的高弯曲度河湾和牛轭湖作为统计样本,定义了河湾及牛轭湖的平面形态参数并予以测算。牛轭湖作为河湾裁弯后的残留河段,其弯曲度对河湾所能达到的极限弯曲度具有参考价值。研究表明在统计意义上天然河湾存在极限弯曲度,河湾发生裁弯时,其极限弯曲度并不趋向无穷大。河湾弯曲度的样本统计近似服从正态分布,初步确定河湾极限弯曲度变化区间[10,30]。当河湾的颈口河宽、平均河宽和曲流颈长逐渐变小时,河湾弯曲度均先迅速变小,到达极小值后逐渐趋于稳定。天然河湾形态具有分形几何特征,其分形维数主要集中于区间[1.10,1.35]。分形维数和弯曲度描叙河湾几何形态具有一致性,当分形维数增大时,弯曲度随之缓慢变大。     

黄河下游畸形河湾遥感监测分析研究

在畸形河湾发生、发展、消亡、再生过程中,河湾扭曲变形是河湾演变过程中的重要现象.为了描述畸形河湾扭曲变形的程度,提出了河湾法向角的概念.依据黄河下游欧坦附近的遥感影像,对畸形河湾演变过程中法向角、弯曲系数和相邻2个河湾间直河段长进行了量算分析,结果表明法向角和弯曲系数对河湾演变反应敏感.     

畸形河势对河道排洪能力的影响及对策

以黄河下游的畸形河湾为例,阐述了畸形河势对河道排洪能力的影响。分析表明:①畸形河湾造成的弯曲河势的存在是短期内局部河段排洪能力降低的重要原因,必须予以高度重视;②施行裁弯可消除畸形河湾的不利河势,迅速提高河道排洪能力;③在河道整治中,规划流路过分弯曲对河道排洪能力的不利影响需要引起足够重视,在某些河势一直难以得到控制的河段,采用双岸整治的河道整治方法是从根本上消除不利河势再度发生的有效措施。     

黄河下游畸形河势演化规律及其整治措施

借助实测资料及模型试验研究成果,分析了黄河下游畸形河势的形成条件、发展过程、持续时间及易发河段等演化规律,提出了畸形河势的整治措施。研究表明:畸形河湾是黄河下游特定水沙及河道边界条件下形成的特殊河湾流路,其形成条件受河床的可动性、河床泥沙组成及水沙条件等影响,畸形河势具有一定的发展过程、持续时间和易发河段等特点,通过控制裁弯的裁弯比、开挖断面、入流角度及水沙边界条件等关键技术指标,可以实现整治畸形河势的目的。     

黄河下游河势演变中的畸形河湾

河势演变中常会出现畸形河湾、横河等畸形河势。畸形河势会危及防洪安全甚至造成决口。通过搜集、分析、整理黄河下游已有的河势演变资料,以文字、河势图相结合的形式,较全面地描述了黄河下游游荡型河段及过渡型河段在进行河道整治之前及河道整治过程中曾经出现过的畸形河湾,以实例说明畸形河湾对防洪安全及以下河段河势演变的不利影响,为确定河道整治工程布置方案提供参考资料。     

近60年渭河下游自然裁弯成因分析

渭河下游是典型的弯曲型河道,过去60年频繁地发生自然裁弯,其触发原因、形成过程和演变规律缺少深入的研究。渭河下游的裁弯是河湾横向演变到一定阶段后在汛期洪水冲刷作用下发生临界突变,直接影响河道平面形态、上下游河床冲淤和局部河段的防洪安全。基于原型观测、水沙数据(1960-2013)和遥感影像(1990-2015),分析了渭河下游裁弯事件的水沙条件、影响因素和裁弯时空演变过程及其原因。渭河下游发生的18次裁弯的主要原因是受三门峡建库后渭河下游边界条件的改变,包括潼关侵蚀基准面淤积抬高,凸岸边滩及内侧平原缺少粘性成分,抗冲性差,同时也受渭河下游来水来沙条件的变化及其高含沙洪水的影响。     

宁夏苦水河沟湾段裁弯治理及效果分析

在天然河道的防洪治理中,对于裁弯目前还存在较大的争议。宁夏在清水河、苦水河弯曲性河道的治理中积累了一定经验,结合苦水河沟湾段连续河湾裁弯后15 a的运行情况,通过裁弯前后的河势、河道断面、行洪能力等方面的对比,总结裁弯后的运行效果。结果表明:沟湾段裁弯的河势较为稳定,裁弯对减少淹没面积、新增淤地效果较为明显,达到了设计意图。     

不同裁弯取直方案对河道行洪影响分析

采用二维数学模型,对成都市府河上游段河道裁弯取直工程进行了对比分析,探讨了弯颈落差全河段分摊和设置集中跌落两种不同裁弯取直方案对河道行洪的影响。结果表明,不同裁弯取直方案均会造成畸弯河道上游主槽水位降低和流速的增加,并引起老河湾水流动力的减弱;落差分摊方案对老河湾分流量及水流动力参数的消弱作用更大,上游河道水位降低更为明显;从流速沿程分布规律来看,设置集中跌落的裁弯取直方案将引起局部河段流速过高,对河道冲刷安全不利,且存在明显的噪声污染。但是,落差分摊方案将弯颈落差通过工程措施直接分摊到整治河段范围,更接近自然裁弯取直的河道演变过程,因此该工程方案更为合理。     

下荆江裁弯对荆江洞庭湖影响分析

下荆江中洲子、上车湾河湾实施裁变工程，沙滩子河湾发生自然裁弯，迄今已有２０余年。裁弯后，荆江分流入洞庭湖的水量、沙星锐减、加速了江湖关系变化。根据原型实测资料，对裁弯后荆江河道和江湖关系演变、工程效益和对江湖防洪的不利影响进行分析，指出１９８０年后，荆江河床已处于部淤平衡状态；洞庭湖口洪道和城陵矶－武汉河段泥沙淤２积问题对防洪影响较小，并对三峡工程运用后，进一步贯彻“江湖两利”方针，提出建议。     

黄河下游河床萎缩过程中畸形河湾的形成机理

８０年代中期以来，进入黄河下流河道的流量大幅度减小，河道发生萎缩，并且频繁断流，使游荡河涎的一些河段发育了畸形河湾。游荡段的畸湾是冲积性河湾受到节点限制的情况下，由于流量砬小导致湾道进行自我调整的过程中出现的一种特殊现象，反映发迹了的水流条件与原有人为工程条件不相适应而出现的一种剧烈的河势调整和河床形态调整。畸湾的发育使弯曲系数增大，河段比降减小，故流速减慢，因而在同流量下水位壅高；厅湾还常常导致     

河流弯道取水口河冰动力学模型的建立方法

为保障河流弯道取水口在冰期的安全、稳定运行,以黄河内蒙古段某电厂弯道取水口为研究对象,研究建立了河流弯道取水口河冰动力学模型.研究主要分为实体模型试验、数学模型开发及调试、优化排冰方案3个步骤.实体模型试验的目的是研究弯道取水口处水流的运动特性及其对河冰运动的影响,分析河冰在弯道处的运动规律及积累过程;数学模型主要包括水流非恒定流模型和冰动力模型,通过模拟不同工况下河冰的运动情况来不断优化和完善数学模型;优化排冰方案是通过运行不同的导冰筏设计方案确定出合理的设计结构,最终提出针对不同弯道取水口的合理、有效的排冰模式.     

河流弯道取水口河冰动力学模型的建立方法

为保障河流弯道取水口在冰期的安全、稳定运行,以黄河内蒙古段某电厂弯道取水口为研究对象,研究建立了河流弯道取水口河冰动力学模型。研究主要分为实体模型试验、数学模型开发及调试、优化排冰方案3个步骤。实体模型试验的目的是研究弯道取水口处水流的运动特性及其对河冰运动的影响,分析河冰在弯道处的运动规律及积累过程;数学模型主要包括水流非恒定流模型和冰动力模型,通过模拟不同工况下河冰的运动情况来不断优化和完善数学模型;优化排冰方案是通过运行不同的导冰筏设计方案确定出合理的设计结构,最终提出针对不同弯道取水口的合理、有效的排冰模式。     

长江栖龙弯道的演变整治和开发利用

长江栖龙弯道是指栖霞山至龙潭河大弯道，位于南京河段尾部。本文对栖龙弯道的河床演变，整治及开发利用进行了总结分析。该河段的总体变化是河宽略有增加，平均深度略有减少，宽深比略有增大，深槽距岸变近，岸线不稳定，给国民经济造成了威胁和损失。从１９７１年起，采取了“守点保线”的措施，缓和了河道的大幅度平面变形；８０年代后期进行了连续的护岸工程，稳定了河势和岸线；１９８５年对洪隆洲左汊实施了堵汊工程。在开发利     

弯曲型河道挟沙水流运动规律研究进展

弯道水流 (包括挟沙水流 )运动规律的研究 ,在水利工程学的许多领域中 ,占有重要的位置。本文着重对弯道水流水面横比降、横向环流、纵向垂线平均流速分布规律及弯道输沙特性研究进展进行了阐述分析 ,以便为生产科研方面服务。     

不同入射角对河流弯曲演变的影响

水流经一定的入射角进入河道后,引起横、纵向的泥沙运动,导致床面形态发生剧烈变化,这对河道初始阶段的弯曲演变具有显著影响。通过自然模型实验的方法,借助模型小河来探讨这一过程。实验表明,入射角对河道初始阶段的弯曲演变具有显著作用,入射角改变了起始阶段的弯曲度和输沙规律,加速了河弯的出现,且随着入射角的增大,河道的弯曲度呈增...     

Toledo Bend reservoir and geomorphic response in the lower Sabine River

Downstream geomorphic responses of stream channels to dams are complex, variable, and difficult to predict, apparently because the effects of local geological, hydrological, and operational details confound and complicate efforts to apply models and generalizations to individual streams. This sort of complex geomorphic response characterizes the Sabine River, along the Texas and Louisiana border, downstream of the Toledo Bend dam and reservoir. Toledo Bend controls the flow of water and essentially prevents the flux of sediment from three‐quarters of the drainage basin to the lower Sabine River. Although the channel is scoured immediately downstream of the dam, further downstream there is little evidence of major changes in sediment transport or deposition, sand supply, or channel morphology attributable to the impoundment. Channels are actively shifting, banks are eroding, and sandbars are migrating, but not in any discernibly different way than before the dam was constructed. The Sabine River continues to transport sand downstream, and alluvial floodplains continue to accrete. The relatively small geomorphic response can be attributed to several factors. While dam releases are unnaturally flashy and abrupt on a day‐to‐day basis, the long‐term pattern of releases combined with some downstream smoothing creates a flow regime in the lower basin which mimics the pre‐dam regime, at least at monthly and annual time scales. Sediment production within the lower Sabine basin is sufficient to satisfy the river's sediment transport capacity and maintain pre‐dam alluvial sedimentation regimes. Toledo Bend reservoir has a capacity: annual inflow ratio of 1.2 and impounds 74% of the Sabine drainage basin, yet there has been minimal geomorphic response in the lower river, which may seem counterintuitive. However, the complex linked geomorphic processes of discharge, sediment transport and loads, tributary inputs, and channel erosion include interactions which might increase as well as decrease sediment loads. Furthermore, if a stream is transport‐limited before impoundment, the reduced sediment supply after damming may have limited impact. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

珠江三角洲典型微弯河道险段成因分析及整治措施研究

通过河道水文及河床演变分析方法,研究了珠江三角洲典型微弯河道险段(以潭州水道雷滘段为例)成因,并结合河工模型试验手段,研究确定了以贴岸抛石护坡和短丁坝群相结合的整治措施,且已应用于本工程实际,目前工程运行良好,河段堤岸稳定。     

河湾流路方程在黄河下游河道整治中的应用

在正弦派生曲线理论的基础上,提出了适合黄河下游游荡型河道的河湾整治流路基本方程,并对目前整治工程不完善的河段规划治导线进行了修订,对规划流路布设进行了检验.结果表明:现行规划工程布局基本符合正弦派生曲线流路,符合河道自然发展规律,印证了微弯型整治方案是符合黄河下游实际情况的较好方案.     

基于数值模拟的平原河流弯道生态治理研究

建立基于有限体积法的平面二维水动力模型对海河流域鲁北平原典型河流弯道进行数值模拟,模拟研究不同流量和不同河床形态条件下河流弯道水流流速,并根据流速与河床冲淤关系分析不同工况下河床、河道边坡的冲淤变化,选出适宜河流弯道生态治理的河床形态,即在原始自然河床基础上进行拓宽、保持自然状态的河床形态。该河床形态的弯道流速梯度小,可以减缓两岸流速分布的不均匀性,水流动力轴线趋于河道中心线;水流流速分布趋于平缓,水面横比降小,弯顶下游低流速区域小,可以减少泥沙淤积。结合土壤生物工程技术,根据弯道水流模拟分析结果,提出平原区典型河流弯道生态治理的布设方案:弯道处河床只添加生态丁坝,或在主河槽处添加高度为15 cm及以下的潜坝。治理方案模拟结果表明添加生态丁坝可以较好地改善弯道水流流场。