长江中下游河床冲淤与洪水位变化

依据大量的实测资料,详细分析了长江中下游近50年来的洪水位变化与河床冲淤及其分布关系,发现部分水文断面洪水位抬升明显、高洪水位持续时间加长的现象,与河段河床演变及河道形态变化以及沿江湖泊的淤积密切相关,并阐述了二者的理论关系,为长江中下游洪水抬升机理分析提供了重要的依据.     

流量过程对罗湖洲河段心滩冲淤影响分析

长江中游罗湖洲河段为典型的鹅头分汊型河道,其以河势变化频繁、浅滩冲淤剧烈为主要演变特征,河道航行安全存在严重隐患.在进口节点群的挑流作用下,罗湖洲河段水动力特性有异于其他分汊河型,进而影响河床年内冲淤分布规律.以三峡水库蓄水前2001~2003年水文系列为例,通过对比不同几届洪、中、枯水期心滩冲淤性质以及冲淤幅度的变化,分析了年内流量过程对心滩冲淤的影响,总结了影响不同心滩部位冲淤的特征流量,可为水库蓄水引起的年内水沙过程改变对河道冲淤特性的影响研究提供参考.     

河流网泥沙输移动力学模型的稳态分析

为了建立一种能够反映河网上泥沙输移的动力学模型,以体现泥沙在河流网上的输移特点和最终的冲淤平衡态,在对河网中支流级别及河段数作出新规定的基础上,即以支流汇入到干流所历经的汇流次数作为支流的级别,而支流河段数由高一级别支流的汇入决定,重点考虑了支流某河段携沙能力受本河段及相邻河段冲淤变化的影响,建立了反映河网上泥沙输移基本物理过程的模型.模型反映出不同河段上携沙能力和冲淤变化之间的自我调节是使河道趋于稳定的原因所在.结果表明,利用模型对稳态冲淤特点进行分析的结果与自然河域枯水期的泥沙冲淤特点吻合.该模型的提出为泥沙冲淤控制及河道演化等专业领域的传统问题提供了新的研究视角.     

黄河第6次调水调沙对花园口至夹河滩段河道的影响分析

概述了2007年黄河第6次调水调沙的运行情况.从水文泥沙过程、调水调沙前后悬移质粒径变化、河道冲淤量及主槽过流能力等方面,分析研究了2007年汛前调水调沙对花园口至夹河滩段河道的影响.分析结果认为,花园口水文站来水量41.01亿m3,花园口至夹河滩河段冲沙0.041亿t,2水文站所在断面主槽过流能力增加幅度为300~500 m3/s,在流量3 000 m3/s时相应水位下降0.03~0.14 m,河段的行洪能力得到明显改善.     

荆江微弯分汊浅滩的水沙输移及河床演变

沙市河段为长江中游典型长顺直微弯分汊河段,河床演变复杂.对该河段水流变化规律、河床冲淤模式进行了分析,探讨了来水来沙及河床形态对河道水沙输移的影响.河床冲淤由来水量、来沙量和河床形态共同决定,但河床形态与流量过程在更大程度上影响着河床冲淤特性,放宽段河床冲刷深度与单宽流量变化率之间较好的相关性便体现了这一点.考虑来流及河床形态的决定性作用,对该河段的主流摆动特性进行了分析,认为汊道兴衰交替是河床演变的主要特性.     

黄河宁夏河段泥沙冲於变化计算分析

对黄河宁夏河段来水来沙、大断面、风积沙等实测资料进行了系统的整理分析,采用沙量平衡法和实测断面法分别计算了宁夏河段的冲淤量,两种方法计算的冲淤量非常接近.结果表明,黄河宁夏河段河道泥沙呈微於状态,其中下河沿至青铜峡段冲淤基本平衡,青铜峡坝下至石嘴山河段呈淤积状态.建议加快大柳树水利枢纽工程的审批力度,加强宁夏河道淤积观测,加速清水河的综合治理.     

三峡水库蓄水后宜昌至城陵矶河段枯水位变化及成因

根据三峡水库蓄水后宜昌-城陵矶河段水沙、河道冲淤等实测资料,分析了宜昌-城陵矶河段内水位变化的整体分布状况及其随时间的发展历程与成因.结果表明,该河段水位降幅以枝江-监利为中心,呈现＂中间大,两头小＂的规律,在水位下降的发展历程上表现为沙市水位最先下降,而后下降趋势向上游、下游双向传递.宜昌-枝江河段水位变化受局部卡口...     

断面法计算宜昌至枝城河段河道冲淤量的合理间距

在实测1∶10 000水下地形资料的基础上运用不同断面间距(200、400、800、1 600和3 200m)计算了三峡水库蓄水后坝下游宜昌至枝城河段的河道冲淤量,分析了宜枝河段常测固定断面布设的合理性.研究结果表明,该研究河段布置的51个常测固定断面基本能控制地形变化,有较好的断面代表性,可不进行断面加密;河槽槽蓄量采用锥体法和梯形法计算差异很小,两种方法均能满足要求;槽蓄量计算若要达到一定的精度,在弯道、汊道、河道急剧放宽和束窄的河段断面间距不宜过大.通过比较宜枝河段不同断面间距全河段河槽冲淤量(包括枯水、平滩和洪水河槽),认为对宜枝河段而言,断面间距不大于2倍河宽即能满足精度要求.     

试验性蓄水期嘉陵江长江交汇河段的冲淤特性

变动回水区河段的侵蚀基准面在蓄水期抬升,在消落期和汛期逐渐恢复为天然状态,其冲淤调整特点不同于自然条件.以三峡库区嘉陵江与长江交汇河段为例,分析了175m试验性蓄水期前后交汇河段冲淤特性的变化.结果发现,175m试验性蓄水以前,交汇河段由于上游来沙持续减少出现了累积性冲刷,175m试验性蓄水以后,侵蚀基准面的抬升抑制了交汇河段的冲刷发展态势;其中支流嘉陵江来沙量减少的程度高于长江干流以及2008-2012年汛期汇流比大于2003-2007年,使得嘉陵江支流河段继续冲刷,而长江干流河段转为淤积.175m试验性蓄水前后交汇河段年内汛淤枯冲的基本规律未变,但主要走沙期由汛后推迟到了次年的水位消落期,走沙量减少.     

长江口河段近期冲淤演变过程及未来趋势预测

随着三峡及其上游梯级水库的相继运行使用,长江中下游输沙量锐减,坝下游河道发生长时段、长距离的冲刷,并快速向河口地区发展。研究长江口近期冲淤演变过程及主控因子,并对未来演变趋势进行合理可靠的预测,是当前河口演变及治理研究的一大难题。利用GIS方法定量分析了长江口河段(徐六泾至横沙)1997年以来的冲淤演变特征,在此基础上使用经充分率定和验证后的长江口年代际冲淤演变数学模型(Delft3D),预测至2030年和2050年长江口河段冲淤演变趋势。根据实测冲淤过程定量分析可知,1997—2015年长江口河段局部河势发生显著调整,整体呈冲刷下切态势,冲刷强度随来沙量减少而增大;其中,2010—2015年年均净冲刷量达0.75亿m3,且冲刷主要分布于10 m以下的深槽,浅滩以淤积为主。数值模拟预测结果表明:现状来沙量(1.25亿t/a)条件下该河段2015—2030年保持强烈冲刷;2030—2050年冲刷有所减弱,但在极端低来沙量(1.00亿t/a)条件下维持强烈冲刷,且存在由"淤滩刷槽"转变为"刷滩刷槽"的趋势。在自然条件及人类活动的双重影响下,河口冲淤演变过程复杂多变,作者所给出的演变趋势预测结果可为长江口综合整治提供技术支撑。     

人类活动对洞庭湖区荆南三河径流变化的定量影响

20世纪50年代以来,为治理长江水患,洞庭湖区和长江荆江河段发生了大规模、高频次的人类活动,导致荆南三河（松滋河、虎渡河和藕池河）径流序列发生显著变化,严重影响了洞庭湖区的江湖水量交换与水安全情势。为了量化荆南三河径流序列的变异特征,引入STARS法和ICSS法分别用于识别径流序列的均值与方差变化,确定其变异位置与变异水平;同时,通过梳理同期发生的重大人类活动,从物理机制层面探索荆南三河径流变异的驱动成因。结果表明:荆南三河新江口站、沙道观站、弥陀寺站、康家岗站和管家铺站径流序列均发生了均值跳跃变异(变异幅度24%~78%),径流量严重减少,康家岗站还发生了振幅缩减的方差变异(变异幅度74%);径流变异的主要原因是1969~1971年的荆南三河河道裁弯和2001~2006年的三峡水库蓄水;河道裁弯主要影响荆南三河的沙道观站、弥陀寺站、康家岗站、管家铺站,减少流入洞庭湖水量约614×10⁸ m³,三峡水库蓄水影响新江口站、沙道观站、弥陀寺站,减少流入洞庭湖水量约174×10⁸ m³;从受双重影响的沙道观站和弥陀寺站来看,河道裁弯和三峡水库蓄水所引起的径流变异幅度基本相当,但在绝对量值上,河道裁弯引起的影响更大。     

三峡水库泥沙淤积滞后响应规律

滞后性是河流系统自动调整的重要特征之一,以往对于三峡水库泥沙淤积滞后响应规律的研究相对较少.本文采用实测资料分析与滞后响应模型等理论模型研究相结合的方法研究三峡水库泥沙淤积响应规律.首先,统计三峡水库蓄水以来水沙条件及泥沙淤积特性变化,分析梯级水库蓄水对三峡水库水沙条件及库区泥沙淤积的影响,在此基础之上,通过考虑入库流...     

三峡水库运用20a后对草尾河航道的影响

三峡水库运用后,从三口进入湖区的水沙将会在中枯水期发生一定的变化,对草尾河航道产生一定影响.利用三口分流以及城陵矶水位研究的最新成果,计算蓄水20 a后进入该河段水沙的变化,水库调蓄作用导致草尾河在10、11月份水位下降,河段比降、流速均增加,部分日期不能满足通航要求;12月至次年3月份枯水期水位略有增加,且低于设计水位的天数有一定减小,河段比降、流速减缓,因此通航条件将会有一定的改善;4月份水位下降,比降、流速略有增加,5、6月份水位增加,且河段比降、流速减缓,在该3个月期间均满足通航条件.     

三峡建库前后洞庭湖对下荆江的顶托与消落作用研究

自然通江的洞庭湖与长江间复杂的关系影响着下荆江尾闾河段的水文情势变化。三峡建库后洞庭湖出口基准面的变化,使得湖对江的顶托与消落关系发生调整,进而影响防汛抗旱与生态保护。从水面比降变化出发,以顶托消落比表征湖对江的顶托消落作用,利用1991—2017年监利站、螺山站、七里山站水文资料,分析洞庭湖对下荆江顶托、消落作用及其变化规律,并根据平衡比降公式,从理论上解释了蓄水前后比降变化的合理性。结果表明：蓄水后监利-城陵矶、城陵矶-螺山水面比降均有所增大。1991—2002年、2003—2007年、2008—2017年以来,监利-城陵矶河段年内月最小水面比降的出现时间有所推迟,对应的城陵矶水位有所升高,汇流比有所减小,湖对江的顶托作用有所减弱。1991—2017年湖对江综合表现为顶托作用,三个时期顶托消落比减小的原因为顶托作用减弱而非消落作用增强。从年内变化看,湖对江表现为消落作用出现在汛后（9~10月）及2008—2017时期枯水期（1~3月）。三个时期顶托消落比均受汇流比的影响,当汇流比小于0.5,洞庭湖易产生消落作用,当汇流比大于1,洞庭湖顶托作用增强。当长江流量小于6000m3/s,湖对江均表现为顶托作用。1991—2002年时期顶托消落作用主要受洞庭湖出流的影响而2008—2017年时期主要受长江干流流量的影响。研究成果可为江河湖泊治理与保护提供科学依据。     

水库下游非均匀沙恢复饱和系数特性

泥沙恢复饱和系数是泥沙数学模型中一个非常重要的参数,其取值合理与否将直接关系到利用泥沙数学模型进行河床演变及相关研究的成败.基于三峡水库蓄水后长江中游荆江河段的实测水沙资料,以本河段三峡水库蓄水前多年平均输沙水平作为泥沙输移方程中的挟沙能力,对水库下游非均匀沙恢复饱和系数进行了率定与分析,并在总结其规律的同时从多个方面...     

三峡蓄水后白沙～茅草街双向水流河段航道的变化

根据实测资料分析了白沙~茅草街双向水流河段水沙特性以及该河段碍航成因,得到蓄水前南咀输入该河段的沙量太大是导致枯水期碍航的主要原因.在此基础上,利用三口分流的最新研究成果,计算了蓄水20 a后进入该河段水沙的变化,得到了蓄水20 a后南咀站沙量减少将会导致该河段在枯期碍航的情况得到改善的结论.且水库调蓄作用导致白沙~茅草街河段在4、10、11月份水位下降,但仍满足通航要求,12月至次年3月份枯水期水位略有增加,且低于设计水位的天数有一定的减小,因此通航条件将会有一定的改善,5、6月份水位增加,也均满足通航条件.总之,蓄水20 a后白沙~茅草街河段通航条件将会得到改善.     

三峡水库回水变动区重庆河段泥沙淤积影响及治理

三峡工程按175 m方案蓄水后,随着水库运行时间的增长,重庆主城区河段的泥沙淤积将成累积性增加,边滩加高加宽,河床发生一定的演变,泥沙淤积将会对该河段的港口、航道和沿江市政基础设施和生态环境等造成一定的负面影响。综合各方面的研究成果,进一步加大长江上游的水土保持力度、采取建库拦沙及蓄水攻沙、根据泥沙淤积情况规划调整河道岸线,实施港口改造和航道整治等综合措施,是减少重庆河段的泥沙淤积,降低其负面影响的有效途径。     

三峡蓄水初期宜昌枯水位稳定机理分析

宜昌枯水位是影响葛洲坝船闸运行的重要参数。三峡蓄水初期,葛洲坝下游河床发生较大强度的冲刷,但宜昌枯水位未发生明显下降现象,其原因尚不十分清晰。通过分析三峡蓄水初期葛洲坝下游河床边界的变化认为,河床平面形态稳定、纵剖面形态的卡口作用、冲刷分布不均及河床阻力有所增加等是宜昌枯水位维持稳定的原因,其中在纵剖面形态的卡口作用影响下,未来宜昌枯水位发生大幅下降的可能性不大。     

小浪底水库运用初期黄河下游河道冲刷模拟计算

采用小浪底水库运用后的1999年11月至2002年10月水沙系列对已建立并运用多年的黄河准二维泥沙数学模型进行验证计算，河床冲淤变化、断面形态调整、洪水演进及洪水位变化、床沙与悬沙交换等各方面的计算结果与实测资料基本吻合。这说明该模型适用于因小浪底水库运用而水沙条件发生重大变化的黄河下游，该模型可在今后小浪底水库运用方式的比选、黄河下游河道治理及下游防洪决策等工作中发挥其模拟和预测的作用。     

山区河流宽窄相间河段山洪水沙输移2维数值试验

山区河流山洪过程常挟带大量泥沙,并引发河床剧烈变形,尤其是宽窄相间河段河床急剧调整、水位陡涨极易增加展宽河段的洪水淹没风险,深入研究山洪演进的水沙输移及河床变形对于防洪减灾具有重要意义。本文采用二维水沙动力学数值试验探究了上游来沙变化条件下宽窄相间河段水沙输移及河床变形过程。结果表明：当上游来沙充足时,洪水携带泥沙在展宽段淤积、缩窄段冲刷,河床在泥沙输移过程中整体上抬;而当上游没有来沙时,河床整体呈现下切趋势。究其原因,主要在于河道饱和输沙导致河床整体淤抬,而河床淤抬导致上游水位陡涨增加水面比降,床面切应力变大,从而提高河道输沙率,而宽窄河段床面起伏则增大床面形态阻力,促使上游水位上涨;泥沙来量较少时,河床冲刷为主,水位下降、水面比降趋于变缓。