含沙量对冲积河流河型的影响

黄河下游泥沙输送的机理随含沙量的变化很大。黄河下游的河道一般呈游荡型或弯曲型，显著特点是在低含沙量和高含沙量条件下都存在着强烈的河道侵蚀及游荡型河道形态，而淤积和游荡则多发生于中等含沙量条件下。一维数值模型揭示了某些河床形态可能与泥沙密度的垂向层状分布及其阻碍沉降效果有密切关系。泥沙含量不大的情况下水流是次饱和的，流速呈对数曲线分布，泥沙容重呈层状分布，次饱和水流造成河床冲刷和弯曲型河道；高含沙水流情况下，水流的紊动结构造成的含沙量纵剖面变化，形成超饱和水流；在更高含沙量（10—100kg／m^3）情况下，悬移质泥沙可造成垂向几乎为常数的宙沙量纵剖面及对数流速分布。这些可以由泥沙引起容重效应的IDV模型进行验证，而河道形态变化可由3D模型模拟。河流形态模拟揭示了在相对低含沙水流中形成游荡型河道，主要是由于河道淤积、壅水、分汊形成新流路造成。当存在高含沙水流时，河床受到冲刷，水位降低，大堤约束河道，从而减小了游荡强度。另外，落淤速度的降低造成河道淤积减弱，形成冲刷，结果高含沙水流却形成了弯曲型河道。     

澜沧江源扎那曲莫云段河型判别初步分析

澜沧江源地处青藏高原唐古拉山北麓,比邻长江南源当曲,人迹罕至。为了进一步认识澜沧江地貌特征、尤其是河流地貌,得出河流地貌演化、河床冲淤演变的一些基础资料,通过实地考察,采集数据与图像,结合现有河型判别方法,对澜沧江西源扎那曲莫云河段的河型进行判别。结果表明:莫云河段河道边界约束较弱、河床稳定性较差,在顺直-弯曲-分汊-游荡的河型分类体系中,各家判别式一致判定莫云河段为游荡河型;在顺直-弯曲-辫状的河型分类体系中,则一致判定为辫状河型;最后结合国内的河流特点和主流分类体系,可以确定莫云河段属于游荡河型。实地考察资料和河型的判别,可为进一步研究澜沧江源的河流地貌提供参考。     

丹江口水库下游分汊河道河床演变特点及机理

一、前言汉江丹江口水库下游皇庄以上河段,全长240公里,建库前为代有游荡特性的分汊型河河道。汉江在丹江口以上,蜿蜒于崇山峻岭之间,过丹江口后,进入山前丘陵平原区,河谷逐渐放宽,光化以下可达10公里以上。但河谷不对称,丘陵阶地断续出现,沿途形成节点,至皇庄共形成节点24处,因而河道的平面形态呈宽狭相间的藕节状。宽     

黄河源玛曲河段河型沿程变化及其原因

黄河源玛曲河段是一段特殊的冲积平原河道,接连出现了网状河型、分汊河型、弯曲河型和辫状河型,在270km的流程里,冲积河型发生了4次河型沿程变化.通过遥感图像和野外调查相结合,描述玛曲河段河型多样性和河道的基本特征,分析河型沿程变化的原因.玛曲河段的冲积河道主要发生4次河型变化,即网状型-分汊型、网状型-弯曲型、弯曲型-辫状型和辫状型-弯曲型.网状型-分汊型变化的原因是地形限制,泥沙淤积形成沙洲和植被发育.网状型-弯曲型变化的原因是地形限制、河床比降由大变小、河岸物质组成沿程变细.弯曲型-辫状型变化的原因是白河入汇、河床比降变大.辫状型-弯曲型变化的主原因是下游峡谷段河床下切和黑河入汇.     

浅谈河势控制

自然河流时刻都处在调整与演变过程中,冲积性平原河流表现尤其突出。在不同的来水来沙条件和河床边界条件的长期相互作用下,塑造了顺直微弯单一河型、蜿蜒型、分汊型和游荡型4种基本河型。各种河型具有不同的演变规律。在演变过程中,往往发生从量变到质变的冲淤变化。如游荡型河道主流变迁,蜿蜒型河道撇滩裁弯,分汊型河道主支汊易位等现象。这些变化有的对人类有利,有的则对人类不利甚至带来巨大的灾害。     

游荡型河流的平面二维水沙数学模型

为使数学模型能模拟游荡性河流因水流弯曲、分汊等导致的环流输沙作用,本文首先在悬移质泥沙对流扩散方程中增加了横向输沙项,然后引入适合游荡型河流的塌岸模式及局部动网格技术和网格融合技术,解决了河岸变形模拟和河道整治工程导致网格再生、床沙级配变化模拟等关键性难题,开发出可模拟游荡性河流河床演变且可反映河道整治工程作用的平面二维水沙数学模型。最后,以黄河下游柳园口—夹河滩河段为例,应用本文模型对游荡型河流河势变化进行了数值模拟,结果表明本模型能够真实地模拟出游荡型河流独特的河床演变过程。     

大坝下游冲积河流修复与保护对策研究

人类活动已经改变了江河泥沙通量,下游平原冲积河流地貌、生境和生态条件正在发生剧烈变化。保护下游河流,维持河流健康、稳定和长期安全是我们面临的巨大挑战。分析了冲积河流纵向地貌形态及其与河流泥沙等通量的关系,以及在河流泥沙中相对较少的粗泥沙对下游平原冲积河流平衡比降的作用,证明这些粗沙是维持下游河流稳定的关键因素。同时,分选粗沙是河道型水库淤积的重要特征,在当前挖泥技术和经济能力条件下,在水库变动回水区较大规模挖粗沙已经具有很大的可行性。因此建议:①研究在三峡库尾挖粗沙2 000万~3 000万t/a(弃置坝前、返回下游河流)以抑制长江中下游河道出现大幅度冲刷的可能性;②探求利用小浪底等干流水库分选粗沙、挖粗沙(5 000万t/a)并在中游放淤区堆放,实现黄河下游河道不抬高。     

长江南源当曲源头水沙特性初步分析

长江南源当曲源头为高原沼泽,通行不便。在长江三源之中历来少有人涉足,其基本情况及其对江源水系的作用亦少为外界所知,河流演变及水沙运动特性的研究甚少。为了对长江南源当曲源头的河道、水流、泥沙等基本特性及当曲源头典型地貌特征进行了解,长江科学院继2014年后于2015年再次组织了科学考察。通过考察对当曲源头水沙特性进行了初步分析,分析成果为高原河流演变及河岸带生态系统提供了基础资料,同时对其它河流治理及河流生态保护与修复具有参考价值。     

河型成因研究

不能用某些河性作为河型成因。决定冲积河流河性河型的是来水来沙条件和外加的边界条件;后者主要指变动的侵蚀基面。不同的来水来沙关系对滩、槽的冲、淤部位不同,导致河槽向单股窄深或向多汊宽浅发展,从而形成不同的河型。用Q=k(QJ)~m 表示来水来沙关系,m>2.5的形成单股窄深蠕动河道,m<2.5的形成多汊宽浅游荡河道。但若来沙偏小,单股窄深蠕动河型因裁弯后新、故河长期并存而派生成多汊窄深蠕动河型,多汊宽浅游荡河型也因支汊不易冲淤而派生成多汊宽浅蠕动河型。故河型可分为四类。冰冻使小水期输沙能力增大,河床易冲而河岸较稳定,相当于使m值加大。因此长期冰冻易于发展成单股窄深蠕动河道。     

三十年来我国河流地貌研究的进展

三十年来我国河流地貌的研究主要为河谷地貌、河床演变和河口三角洲。其中,河谷地貌研究提出了长江三峡在白垩纪末已经形成,其后从鄂西期夷平面下切于石灰岩层内而形成一系列峡谷。发现金沙江上游在邓柯附近曾向东南流入雅砻江。论证了雅鲁藏布江横贯喜马拉雅山脉的为先成河,并非由于河流袭夺的结果。河床演变的研究提出了游荡指标>5为游荡,<2为非游荡。以C_v和ρ_o/ρ_p两值作为河型稳定和转化的指标。对三门峡、丹江口等水库上下游的河床演变进行了观测和模拟试验。研究了长江、黄河和珠江等三角洲的形成演变,提出了新的见解。经过实地考察发现长江的正源为沱沱河,发源于各拉丹冬雪山;黄河的正源为卡日曲,发源于巴颜喀拉山脉的各式各雅山。     

河道调整研究现状及其对黄河下游游荡型河道调整的启示

系统梳理了河道调整研究现状,全面论述了与冲积河流调整相关的河相关系、不同边界下河道调整过程、冲积河流线性理论的研究现状及发展动态.新形势下黄河下游游荡型河道调整应重点研究水沙变化与有限控制边界对河道调整的耦合效应、河道断面自调整数理分析中断面形态假定、有限控制边界条件下游荡型河流主槽摆动幅度和频率等问题,这不仅有助于加...     

叶尔羌河平原区游荡河型成因及治理方略探讨

以叶尔羌河中下游平原区主要水文观测断面和典型河段来水来沙条件及河床边界组成条件的分析为依据,以影响冲积平原河流河床演变的三大主要影响因素的辨识分析为基础,进行了叶尔羌河平原区游荡河型形成原因的分析,得到了叶尔羌河平原区游荡河型的首要成因是河床边界组成条件,辅助条件是来水来沙条件的初步结论,并据此建议流域治理应秉持中下游河道防洪护岸工程建设与上游大型枢纽控导工程并举的方略.     

长江源区主要河流表层沉积物及沿岸土壤重金属分布特征及来源

采用电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光分光光度计测定了长江源区主要河流沉积物及周边土壤中14种重金属的含量,并采用富集因子法评价了长江源区主要河流沉积物及土壤中重金属富集程度,同时分析了河流沉积物及沿岸土壤中重金属分布特征及来源。研究结果表明:长江源区主要河流表层沉积物中,除Ni、Pb、Cd、Hg四种重金属外,其他元素含量均低于中国沉积物的平均含量;沉积物中Hg、Ni和Cd存在一定富集;与长江源区其他河流沉积物中重金属相比,沱沱河Cd含量相对较高,楚玛尔河重金属含量均相对较低,而通天河Hg和Fe含量相对较高;沉积物中重金属主要受自然因素影响。土壤中Ni、Pb、Cd、Ti略高于青海省土壤背景值,但重金属富集程度均较低;与长江源区其他河流沿岸土壤中重金属相比,当曲Cr、Ni、Cu含量相对较高,沱沱河Pb、Cd、Sb和Tl含量相对较高,而通天河V含量相对较高;重金属主要受自然因素影响,但部分重金属可能受交通因素影响。研究成果可为长江源区生态环境保护提供基础支撑。     

长江河流研究进展

对1950年以来长江河流研究工作的进展作了简要综述。内容包括:长江流域来沙特性、长江中下游河道演变特点、河道整治的主要经验以及相应的研究成果。指出:长江上游干流悬移质泥沙主要来源于金沙江和嘉陵江,以宜昌站为代表,分别占50.9%和24.0%;长江中下游河道演变受自然因素和人为因素的双重影响,且人为因素日益增强;加强河道演变观测分析,掌握河道演变规律,是实施河道整治工程的基础工作和必要条件;河道整治工程的规划、设计必须与河道演变观测、河工模型试验和数学模型计算相结合。     

中国冲积大河的河型分布与成因

结合遥感影像、野外调查和水沙数据,以冲积大河为研究对象,分析中国大河的河型分布及成因。中国大河的冲积河段以弯曲与辫状河型为主,局部河段为分汊与网状河型。综合考虑河型分布的一般性和特殊性,认为相对输沙率(来沙量与输沙能力之比)、相对河岸侵蚀切应力(近岸水流切应力与河岸临界抗冲切应力之比)和河谷地形控制(如节点和宽度)是决定河型成因的3个最主要的因素。     

小浪底水库运用前后黄河下游河道河型变化及成因分析

利用实测资料分析、理论判别和分形维数计算等方法,以黄河下游铁谢—伊洛河口、花园口—黑岗口和夹河滩—高村三个典型游荡性河段为研究对象,分析其1960年以来的主流摆幅、弯曲系数和主河槽宽深比等河势参数变化,以及小浪底水库修建前后下游游荡性河段的河型演化过程。结果表明,自20世纪90年代初,除花园口—黑岗口河段仍表现为游荡河性外,其他两个河段因整治工程不断完善其游荡性均有明显减弱,河型趋于限制性弯曲方向发展。自1999年10月小浪底水库拦沙运用以来,三个研究河段的整体游荡程度显著减弱,河势趋于规划流路方向发展,特别是夹河滩—高村河段河势基本稳定。小浪底水库长期下泄低含沙小流量过程,水流动力减弱,加之不断完善的河道整治工程,是河势游荡程度显著减小、河势归顺及河型发生变化的主要原因。     

长江源——当曲水系及其生态系统特征探讨

长江源之一当曲地处三江源保护的核心区,由于海拔高、沼泽成片和水系复杂,很难深入其中进行科学观测和研究,至今仍然是科研的空白区,对其在江源的定位也出现了一些质疑。对过去几十年当曲科学考察成果进行了分析和对比,并根据2014年长江科学院当曲综合科学考察成果,对其在长江源区中的定位、水系、地貌和沼泽湿地等特征进行了初步分析。通过研究,澄清了当曲水系定位中的一些问题,并对当曲流域上下游划分和当曲流域生态系统保护措施提出一些建议。     

汶川地震对震区河流演化的影响

5.12汶川地震,不仅直接影响灾区河流的河道,并诱发了大量崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖等次生山地灾害,这些山地灾害的产生和发展将对震区河流的演化产生深远影响。因此,对震后山区河流河道演化规律和发展趋势进行准确的分析和预测,是震区河道修复及震后恢复重建的关键。结合野外考察资料,分别从河型、纵断面、横断面3方面分析了震区河流的演化特点。分析结果表明:河床剧烈抬升引起河型游荡分汊,两岸频发的山地灾害挤压河道;高强度山洪冲刷河床及岸滩并展宽河道,泥沙的淤积也可束窄河道;河流纵断面总体淤高,但纵断面结构渐趋稳定,大石块多且上游来水来沙丰富的河段会逐渐发育成阶梯状结构,而以淤积为主的河段,由于山洪冲刷会形成下凹型纵断面,并逐渐向直线型纵断面发展。     

挟沙水流的冲刷率及河床惯性的研究

在清水水流河床冲刷率的实验研究基础上，本文进一步研究了挟涉水流来沙率对冲刷率的影响。结果说明挟抄水流的冲刷率随来沙率与水流输沙力欠饱和度之比以负指数律降低。当来水挟抄率与水流饱和输抄率相等时，冲刷率降刊0。河床惯性是河床在非恒定流中一种重要的动力学性质。利用河床惯性与冲刷率的关系测量了各种沙样的河床惯性值。发现河床惯性随床沙颗粒分选系数增大而增大，分选系数很大时趋近于极限值50t／Tn0。利用河床惯性和河床变形方程得出了冲刷过程中水流输沙率沿程和随时间的变化规律，结果说明水流输沙率欠饱和度向下游以负指数律下降，这与冲刷率随实际水流挟沙率与欠饱和度之比以指数率下降的规律有耜同意义。河床惯性愈大，实际水流输沙率增长得愈慢。河床惯性与于容重及摩阻流速之比构成的无困次数A。代表河床变形和水流实际挟沙量对水流挟沙力变化的响应程度。