巢湖闸站水沙关系回归分析

根据巢湖闸站1964～2005年的流量和输沙率资料,对各月多年月均流量-输沙率、年均流量-输沙率进行年际变化回归分析,对各月多年平均月均流量-输沙率、各年月均流量输沙率进行年内变化回归分析,指出了巢湖闸站的水沙变化趋势和引起趋势变化的原因.     

泾河流域水沙特性空间尺度变化分析

对泾河流域的水沙特性进行分析,是以黄土高原地区水土保持、防洪减沙为根本出发点,并为黄土高原综合治理提供依据.基于大量的观测数据,选取了泾河流域集水面积218～40 281 km2的16个水文站点1979—1990年的逐日水沙过程资料,运用统计的方法,系统分析了泾河流域不同空间尺度上的两个主要水沙要素(输沙率和侵蚀模数)的均值、方差、变差系数、偏态系数的变化规律,并对尺度转换和尺度分析问题进行初探.结果表明,泾河流域空间尺度的变化对输沙率的影响很大,集水面积与输沙率成正比;侵蚀模数与集水面积之间不是一个固定的关系,总的趋势是在小流域范围内侵蚀模数出现波动,在中、大流域范围内时侵蚀模数与集水面积呈现反比的关系.表明不同尺度下,水沙运动要素呈现出不同的变异特性,反映了水沙运动的尺度效应.     

沙波运动与推移质输沙率

基于沙波运动,通过理论分析水沙运动的动力学因素,合理概化水沙运动模式,综合分析水流运动过程中所受到的力,利用沙波迎流面水体的动量方程,从理论上研究沙波波高随水流运动变化的数学表达,并将其与推移质输沙率联系起来,建立一个推移质输沙率与相对水流强度的数学关系式.计算分析表明,公式所能描述的规律与室内外资料相符,能较好地反映推移质输沙率与相对水流强度间的正向变化的全过程,具有理论和实用价值.     

黄河下游河道汛期输沙水量及输沙效率分析研究

利用小浪底、花园口等水文站的水沙资料,计算黄河下游河道各水文站不同运用时期的输沙水量及其占对应时期径流量的比例,探究河道的输沙规律及影响因素。分析发现,黄河下游河道汛期冲淤平衡时,各水文站输沙水量与小浪底水文站的水沙指标具有较好相关性,总体上随径流量、流量和来沙量的增加而增加,随含沙量和来沙系数增加而减小并趋于稳定,输沙水量占径流量的比重随含沙量和来沙系数增加而增加并趋于稳定。这表明,黄河下游在汛期输沙水量较为稳定,且输沙水量较小,输沙效率高。通过小浪底水沙过程调配,达到了黄河下游河道水沙资源优化配置的目标。     

黄河花园口河段水沙及环境现状分析

黄河是我国西北和华北地区的重要水源,花园口河段除作为郑州市和新乡市主要的供水水源外,还担负着水沙调控作用,直接影响下游及河口的水环境质量.我们收集了花园口水文站2006年8月份的实测水位、流量及含沙与输沙资料,同时,采集水样进行室内化验,通过资料的对比分析,发现该河段来水量和输沙率有很好的一致性,均有减少趋势,水质良好.此外,本文还详细分析了造成来水量和输沙率减小及河段水质状况变化的原因,提出黄河水资源保护的建设性意见.     

浐河水沙变化特性及橡胶坝库区水面线研究

在自然因素和人为因素的综合作用下,浐河流域的来水、来沙特性发生了一定的变化。通过分析浐河流域1960—2012年共53 a的水沙资料,掌握了浐河流域的水沙特征及水沙关系。结果表明:浐河流域多年径流量和输沙量年际分配极不均匀,水沙系列总体下降趋势明显。流域径流量与输沙量呈正相关关系,径流输沙主要集中在每年7月。人类活动通过改变流域下垫面情况,作用于水沙关系,使得水沙双累积曲线在1979年和2003年发生了改变。此外,选择橡胶坝的两种典型工况,得出立坝时的水面线较塌坝时的水面线平稳,塌坝时的水流发生了水跃现象。     

山区河流浅水条件下漂石对河床响应与泥沙补给影响的试验研究

受暴雨洪水与滑坡、泥石流灾害的影响,山区河流床沙多为宽级配卵砾石泥沙,甚至出现较多的漂石,从而影响近底水流结构与推移质输移特性。基于野外漂石河流的调查,通过概化试验,探讨了漂石颗粒对河床冲淤的影响;对比分析了不同水沙条件下漂石对推移质输沙率过程的影响;根据床面粗化程度与漂石状态相异的两种类型对比试验,探讨了漂石对不同水沙条件下推移质输沙率的影响程度。初步表明：随着漂石颗粒相对暴露度（D/h,漂石等效粒径与平均水深之比）的减少,漂石对其尾部区域水流的混掺越加突出,从而对河床的冲刷能力变大;根据本试验采用的水沙参数,漂石对推移质输沙率的扩大效应为几倍至十几倍。     

澜沧江自然条件下输沙质量通量与体积径流量的关系

为了研究澜沧江水沙关系和提高利用体积径流量预测泥沙质量通量的准确性,以电站建设前1982—2000年澜沧江上游旧州站和中游戛旧站沙的质量浓度和体积径流量实测资料为研究对象,根据自然状态下泥沙质量通量和体积径流量变化幅度的差异,建立输沙质量通量导数与体积径流量的关系式. 公式系数为流域系统属性的综合反映,表示平均体积径流量下输沙质量通量的变化率,公式指数表示体积径流量变化对输沙质量通量变化率的影响. 根据上中游站的指数差异可知,泥沙质量通量除依赖上游来沙外还依赖沿程冲刷和支流入汇的补给. 通过对输沙质量通量导数公式进行积分得出输沙质量通量与体积径流量的理论关系. 结果表明,输沙质量通量峰值约落后体积径流量峰值1 d,据此优化反向传播神经网络（BP-NN）,可以较好地改良优化前模型预测中的峰值偏移现象,提高预测精度.     

三门峡水库高含沙洪水的排沙特性研究

水库排沙是减少水库淤积、维持库容的必要措施。在三门峡水库运用的各个时期,高含沙洪水的不同排沙特性对水库淤积和冲刷产生了显著影响。在总结1961—2013年潼关水文站95场高含沙洪水特点的基础上,分析了1961—1969年三门峡水库运用初期22场高含沙洪水壅水排沙特点和1974—2013年38场高含沙洪水的畅泄排沙特点,提出了高含沙洪水的壅水排沙比计算式和畅泄排沙出库输沙率计算式。结果表明,壅水排沙比与考虑水库初始蓄水体和洪水过程蓄水体变化的滞留时间综合因子之间关系密切,畅泄排沙出库输沙率与水沙因子成正比关系。研究三门峡水库高含沙洪水的排沙特点,可为小浪底水库等多沙河流水库的运用提供借鉴。     

河网调水减淤模型的建立与模拟

为突出体现河网泥沙输运过程中的自调节特点,基于河网思想并结合水沙动力学,建立了能够反映河道冲淤变化和水流挟沙能力间的反馈调节作用的水沙调节模型.通过数值模拟,计算了不同峰型控制下河段的输沙效率.结果表明,排沙效率从高到低依次为无峰控制、间歇控制和抛物线控制;洪峰个数相同条件下,流量涨落时步比在7:3附近时,可以达到较好的输沙效率.     

悬移质含沙量沿垂线分布的探讨

基于前人的研究 ,由扩散方程推导出悬移质含沙量沿垂线分布式 ,其中的流速分布采用椭圆流速分布 .在处理泥沙传递系数和动量传递系数时 ,考虑到泥沙颗粒不可能随同水体的脉动作同步运动 ,引进一比例系数 .同时 ,在此含沙量沿分布式的基础上 ,推导出了悬移质单宽输沙率公式 .采用多组实测资料 ,对两式进行了验证 ,并与已有的公式进行对比 ,认为两式具有一定可靠性 .     

三峡工程蓄水前后进出库水沙特性及径流量时间序列变化周期分析

选取长江上游干、支流主要水文站为代表站,根据水文泥沙观测资料,对三峡水库进出库水沙特性进行了较为系统的分析,对比分析各站三峡工程蓄水前后年径流量、年输沙量、年均含沙量等水沙特征值的变化特性.另外,运用小波分析的多分辨率功能,对朱沱、寸滩和宜昌站1950～2008年年径流量时间序列资料进行了多时间尺度分析.分析结果表明:...     

3D mathematical model for suspended load transport by turbulent flows and its applications

In recent years, 1D sediment mathematical models have been widely applied in en-gineering practice. However, simulation results from such models provide limited tech-nical details and they cannot fully meet the requirements of engineering planning and design. Though 2D sediment mathematical models have been developing rapidly and already been used to solve the sediment problems in hydraulic engineering, the area near the main structure of a project has 3D problems of water flow and sediment m…     

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。     

黄河花园口段不同泥沙含量水体的多角度偏振研究

悬浮泥沙一直是黄河治理过程中面临的一个重大问题,在黄河泥沙物理和数学模型的开发等方面都取得了一定的进展,但是通用模式和高精度的模式一直还未建立起来,因此现阶段提高定量的精度已经成为众多研究水体泥沙学者的研究目标.本文对黄河花园口段水体进行多角度偏振反射研究,通过大量实验挖掘不同泥沙浓度的黄河水体不同的偏振特征,为黄河水体悬浮泥沙的偏振定量研究提供参考.     

悬沙矿物组分对盐度测量的影响

选用石英砂、高岭土及两者的混合物模拟悬沙矿物,利用温盐深剖面仪CTD75M测定不同初始盐度和悬沙浓度下的水体盐度. 试验结果表明,测量盐度随初始盐度的减小、悬沙浓度的增大以及矿物组分密度的减小而减小. 运用有效介质渗透模型和Maxwell电导率模型分析含沙盐水的电导率;试验数据与电导率理论公式拟合良好,显示悬沙所占体积是影响相对电导率的主要因素. 对已有文献的试验数据进行分析,结果表明：基于悬沙浓度的经验盐度修正公式在悬沙密度不同的沿海海域并不适用,具有区域局限性. 为此提出基于悬沙体积分数的理论盐度修正公式,提高公式的适用范围.     

悬移质泥沙级配沿垂线分布公式探求

以维利坎诺夫含沙量分布公式为据,从理论上导出其相应的悬沙级配Ｐｉ分布式,且给出Ｐｉ／Ｐ０ｉ、Ｐｉ／Ｐｉｐｊ及Ｐｉ／ＰｉｐｊＱ三种表达形式．悬沙级配沿垂线分布概念的产生及其理论公式的导出,有助于深化悬移质运动机理的认识,以及对实测悬沙级配误差的修正     

鹅头型汊道首部水流、泥沙运动的探讨

本文首先根据概化的分汉河道模型(八卦洲汉道)实测资料,对汉道首部水流运动特性作了试验研究,着重强调了支汉倒坎的存在对水流结构所起的作用,并指出汊道分流是自河底开始沿流程向水面逐渐完成的。同时获得该汉道存在单向环流的试验成果。其次,根据水流分汊导致环流存在的特点,引用弯道环流横向输沙概念,进而从环流角度分析汉道的泥沙横向输移,并提出了泥沙横向转移的两种运动形式:“主汉转移”、“支汉转移”。最后,根据汉首河床特征与水、沙特征,建立了综合考虑纵向、横向输沙的分沙模式,并给出了主汉分沙比计算公式(12)、(14),经过验证,比较符合实际。     

山区流域坡面径流侵蚀和泥沙输移分析

本文分析了雨滴的物理特性，以及受植物影响的雨滴特性和雨滴的侵蚀机理。结合了前人实验研究，分别导出了植物覆盖面上的雨滴特性计算公式、不受植物影响的雨滴溅蚀公式、径流侵蚀和细沟流侵蚀计算公式。用Ｙａｌｉｎ推移质公式和Ｅｉｍ－ｓｔｅｉｎ悬移质挟沙能力公式作为控制，求出了坡面径流的输沙量和泥沙输移比。     

水库冲刷漏斗三维数学模型及其应用研究

针对底孔前水沙运动规律的特殊性,引入行进水深以及求解底部挟沙力的张瑞瑾公式方法,建立了能准确反映孔口泄流条件下局部水沙运动待性及河床形态变化过程的三维水沙数学模型,使模型能准确反映孔口泄流条件下局部水沙运动特性及河床形态变化过程.通过室内模型试验对模型中的悬沙计算模块以及推移质计算模块进行了验证,结果表明,模型可应用于水库坝前冲刷漏斗模拟.最后将模型应用于云南瑞丽江水库取水防沙效果分析中,并对水库取水排沙调度提出建议.