黄河下游河型分类与判别模式研究

利用黄河下游11年资料的计算表明,本文在前人研究成果的基础上,根据泥沙运动基本理论、河床演变基本原理以及河流输沙强平衡概念建立的,以实用冲积河流稳定程度公式为理论和计算依据,由模糊聚类分析和判别分析方法构成的黄河下游河型分类与判别模式,可以为小浪底水库运用后黄河下游河型的分类与判别提供有力的理论依据和具体的计算方法,同时,也对其它冲积河流河型的分类与判别有一定的借鉴作用。     

黄河下游平滩流量对来水来沙变化的响应

本文探讨了平滩流量对来水来沙的滞后响应规律,发现平滩流量不仅与当年的水沙条件有关,而且与前期水沙条件有关,是一定时期内的水沙条件累积作用的结果。当采用滑动平均值来反应前期水沙条件的累积影响时,得出平滩流量与滑动平均汛期流量和滑动平均来沙系数的相关程度分别在4年和5年时达到最大值。据此建立了能够反映来水流量和来沙系数前期综合影响的平滩流量计算方法,可以用来估算黄河下游主要测站平滩流量随水沙条件的变化。     

三门峡水库非汛期控制运用水位对库区泥沙冲淤的影响

为了控制和降低潼关高程,缓解水库运用对渭河下游的不利影响,三门峡水库自2003年以来开展了非汛期控制最高运用水位不超过318m的原型试验,亦称过渡运用方案。本文分析了水库实施过渡运用方案以来,库区冲淤和潼关高程的变化规律,探讨了非汛期控制最高运用水位不超过318m的作用。发现实施过渡方案以来,库区累计淤积量与叠加流量加权平均坝前水位的关系,符合以往的关系曲线。汛期多水少沙的洪水过程是2003年潼关高程冲刷下降的主要原因,过渡方案控制非汛期最高水位不超过318m的作用不大。本文认为,在三门峡水库非汛期控制最高运用水位的同时,应注意到水库的平均运用情况和综合作用。     

圣海伦斯火山爆发对图特河北汊河床演变的影响

受1980年美国华盛顿州圣海伦斯火山爆发的影响,图特河北汊的流域特性、水沙条件和河床边界条件均发生了巨大变化,河流的调整和响应十分迅速,为研究河流受突发剧烈扰动后的河床再调整过程提供了一个很好的范例.本文选取图特河北汉上中游14个测量断面为研究对象,收集了近30年来的水文泥沙和断面资料,对河道的垂向、横向及纵向的形态调整过程进行了全面分析.结果表明,图特河北汉在火山爆发后前3年内的调整最为迅速,后期调整逐渐减缓,并向平衡状态发展,显示了河流受到扰动后调整速率逐渐衰减的重要特征,这一特点是冲积河流自动调整的反映.图特河北汉河床的调整在空间上呈现上冲下淤的特点,河流正是通过河床上冲下淤的调整方式,使得河道比降整体不断变缓,水流能量降低,上游河道冲刷减弱,进而使河流逐渐向平衡状态发展.此外,河岸崩塌展宽也是图特河北汉调整的重要方面,上游源区段和峡谷段的河岸侵蚀主要由河床持续冲刷下切导致,而宽谷段河岸的崩塌主要是由于河道的横向摆动引起.     

水库异重流的三维数值模拟及影响因素分析

不同水沙条件下异重流的潜入位置以及潜入后流速和含沙量的垂向分布规律是研究异重流运动规律的关键要素,对优化水库异重流的排沙调度、提高水库运用效益等至关重要。本文利用SCHISM三维水沙数学模型对水库异重流水槽试验进行了数值模拟,结果表明模型能够得到符合实际情况的垂线流速和含沙量分布,且异重流潜入后的平均厚度、平均流速和平均含沙量均与实测值吻合较好。对异重流模拟结果的分析发现,入口流量和含沙量的增加造成异重流运动速度越快,而入口含沙量的减小和流量的增加会造成异重流厚度增加。异重流垂向流速和含沙量的无量纲化分布受到入口水沙条件的影响,表现在其与断面Froude数的相关性,Froude数越大,则最大流速点与河床的距离越小,最大流速越大;含沙量致密层的厚度越小,对应的含沙量也越大。此外,潜入点位置也受入口水沙条件的影响,表现在潜入水深与入口水深之比随入口Froude数增加而增加的定量关系,由此可以利用入口水沙条件预报异重流潜入的位置。研究结果不仅验证了SCHISM模型用于模拟水库异重流运动的优势,而且丰富和完善了关于异重流潜入点位置及流速和含沙量垂向分布受入口水沙条件影响的变化规律。     

利津水位对河口演变响应的计算方法

本文分析了黄河口的演变特征及其对利津3 000 m3/s同流量水位的影响。黄河口每次改道后尾闾河道的河长突然缩短,比降陡增,之后河长以先快后慢的速率增长,尾闾河道比降则呈指数衰减,经过约5~6年调整至平衡比降,其变化过程反映了典型的河床演变滞后响应特性。基于黄河口河道的演变特征,提出了河口河道水位和纵比降变化的概化模式,并采用滞后响应模型建立了河口河道同流量水位的计算方法,较好地计算了1954—2012年间黄河下游利津3 000 m3/s同流量水位的变化过程。该计算方法不仅考虑了河床演变的滞后响应特性,而且反映了来水来沙和河道淤长与蚀退对利津同流量水位的共同影响,能够连续地模拟河口淤积延伸及改道过程中河口河道特征水位的长期变化过程。研究成果可为分析黄河口淤积延伸与下游河道相对侵蚀基准面的变化关系提供参考。     

水库生命周期管理理念及对我国水库泥沙淤积管理的启示

分析当前我国水库泥沙淤积管理的实践,总结传统水库泥沙淤积管理理念中的不足,介绍一种基于可持续观点、具有动态循环管理特点的“生命周期”管理理念。通过比较传统的“设计寿命”理念与基于可持续观点的“生命周期”理念,分析水库泥沙淤积管理理念转变的必要性,探讨水库泥沙淤积管理的发展趋势。     

文化视角下城管人文关怀的缺失

制度滋养文化，文化滋生制度。城市管理工作与公共管理伦理、行政文化等密不可分。“城管”是公共责任的承担者，同时也是社会关系中的现实个体，其自身文化、道德、价值观等，深深影响到其管理理念、行政伦理观念等，进而影响到行政行为、行政责任的履行等。而寻找失落了的人文关怀，显然应当从文化根源入手，因而，从文化角度剖析该课题就显得尤为必要。     

基于宏观系统的冲积河流自动调整研究评述

冲积河流自动调整作用体现了河流的自适应特征,是河床演变最基本的规律,这一规律在微观上表现为输沙量与挟沙力的相互趋近,宏观上则显示河道朝一定的平衡形态或水力几何形态发展。传统的牛顿力学方法并不能完全给出河流调整过程的理论解,从宏观河流系统角度出发的研究方法不失为一种有效的解决途径。本文选取热力学中的熵与极值假设、最小作用量原理、速率定律和突变理论为基于宏观系统研究的典型代表,对这些研究方法的概念和应用进行介绍和阐述,从多种角度出发探讨河流自动调整过程中水流能量的分配、输沙效率、系统的调整路径和变化速率等特点。     

一维浅水流动的一种大时间步长数值格式

针对一维浅水方程提出了一种大时间步长格式(LTS),使用这种大时间步长格式可以获得较高的分辨率和计算效率.这种格式最初是由LeVeque提出来的,最近被用于空气动力学的欧拉方程组.在本格式中,传统的近似黎曼求解器被替换成精确黎曼求解器与行波法相结合.当CFL数小于1时,稀疏波采用单波近似就取得了很高的分辨率,但是当CFL数大于1,必须采用两波近似才能保证计算结果是正确的.相比于本格式在空气动力学中的应用,这里采用了更加简化的方法.在空气动力学中,通过等熵流条件来获得稀疏波近似状态变量的值,而在本格式中直接采用波头与波尾的平均.结果证明,采用这种简化对结果没有影响.当CFL数大于10的时候必须对波相撞进行处理以保证结果正确,但是仍然有振荡存在.当CFL数大于15时结果就失真了.通过比较,CFL数在5以下本格式能取得较高的分辨率和计算效率,大于5时,振荡会越来越大,计算效率提高也有限.