实体模型河槽糙率系数研究

通过概化模型试验方法,对以粉煤灰为介质的模型河道的河槽糙率系数进行了研究。结果表明:在同一流量条件下,随着河道比降的增大,河道糙率总体上呈增大趋势;在同一河槽比降条件下,随着河道流量的增大,河道糙率总体呈先减小后增大再减小的趋势。     

黄河下游堤防土体抗冲特性试验研究

对不同抗冲条件下黄河下游堤防土体的冲刷特性及影响因素进行了试验研究。结果表明:土体冲刷量的变化受流速、土质的影响较大,密度对冲刷量的变化也有一定影响;随着冲刷时间的延长,土体颗粒级配发生明显的变化,较细的颗粒先被冲走,冲出土体的黏粒含量逐渐降低,平均粒径逐渐增大;流速和密度对黏粒含量和平均粒径的变化影响最为显著,土质次之,试样厚度影响最小。     

小浪底水库库区及下游河道冲淤变化研究

利用小浪底水库运用以来至2008年的实测资料,对库区及下游河道的演变情况进行了研究。结果表明:①截至2008年4月,小浪底库区共淤积泥沙23.22亿m3,干、支流淤积比例分别为84.3%、15.7%;②小浪底水库干流淤积形态为水库回水末端附近的三角洲淤积及三角洲以下的异重流和浑水水库的淤积体;③小浪底水库下闸蓄水运用以来,黄河下游各河段均发生了冲刷,利津以上河段冲刷15.89亿t;④截至2008年汛初,花园口以上河段平滩流量已增大至6 000m3/s,花园口—高村河段平滩流量增大为4 500 m3/s左右,高村—艾山为3 800 m3/s左右,艾山以下大部分河段为4 000m3/s以上;⑤2002—2005年小浪底水库调水调沙年均增加黄河下游冲刷量0.18亿t。     

遥感技术在东居延海水面面积监测中的应用

选择2007—2009年的TM影像、CBERS影像、P5、中国资源卫星、环境减灾卫星等13景高分辨率卫星遥感影像进行预处理后,提取了东居延海水面面积,但MODIS影像解译东居延海水面面积总体偏小,最大误差达13.3%,平均误差为4.9%。通过建立高分辨率影像与MODIS影像解译东居延海水面面积修正模型,对MODIS影像解译结果进行误差修正。结果表明:修正后的MODIS影像解译面积总体精度有较大提高,最大误差为5.8%,平均误差为2.6%。     

基于后果逆向扩散法的黄河堤防生态安全 评价指标体系研究

针对黄河堤防的生态安全评价,提出了基于后果逆向扩散法进行堤防生态安全影响因子的识别;即：根据黄河堤防生态安全的主要问题,逆向思维,反向扩散,寻根溯源,寻找问题产生的主要因素,并从主要因素扩散到具体的影响因子。然后对识别出的生态安全影响因子进行了归类和提取,分析了影响因子的内容,并构建黄河堤防生态安全评价可选指标集和指标体系,为下一步开展黄河堤防生态工程的安全评价奠定了坚实的基础。     

黄河内蒙古段凌期槽蓄增量变化与影响因素

分析了黄河内蒙古河段凌期槽蓄增量的变化情况与影响因素,结果表明:刘家峡水库运用以来,内蒙古河段凌期槽蓄增量呈增大趋势,尤其是龙羊峡水库运用以来,槽蓄增量进一步增大;槽蓄增量的增加主要集中在巴彦高勒-头道拐河段;凌期径流量增大是槽蓄增量增大的主要原因,但龙羊峡水库运用以来槽蓄增量的增大还与河道淤积、过流能力减小有关;凌峰主要形成于巴彦高勒-头道拐之间,刘家峡水库运用以来槽蓄增量的增大对凌汛洪水影响明显,头道拐站凌汛洪水洪量和洪峰均不同程度增大;槽蓄增量的影响因素主要包括气温条件、径流条件及河道边界条件.     

黄河河口生态需水研究进展与展望

黄河河口生态需水包括河流生态需水、湿地生态需水和近海生态需水。系统梳理了近20年来黄河河口生态需水目标、需水类别和需水量计算结果;结合黄河河口演变特点,提出生态需水研究的重点和主要方向。河流生态需水以满足重要渔业物种生境为主,重点研究指示物种对天然径流量节律的响应特征,量化水文-生态响应关系,在某种程度上恢复自然水文情势的生态功能。湿地生态需水应深入研究植被、土壤、水体的水盐平衡和蒸散发规律,从植被和鸟类生态位的合理设计以及生物多样性维持出发构建生态系统结构,确定湿地合理规模。近海生态需水应研究入海冲淡水对渔业物种低盐产卵育幼场的塑造和维持机制,以及重要渔业物种习性、适宜营养盐水平与磷酸盐输送扩散机制。小浪底水库运用以来,利津断面径流量满足已有生态需水径流量各项研究成果要求的年份比例为37%～58%,春季经流过程经常缺乏流量脉冲。初步分析以湿地、河道鱼类和近海鱼类为主要目标的全年生态需水量为86亿m~3,径流过程需要阶段性场次洪水。建议对小浪底水库调度方案进行多年优化调整,兼顾春季流量脉冲的塑造,在更大程度上满足河口生态需求。     

APPLICATION OF LBM-SGS MODEL TO FLOWS IN A PUMPING-STATION FOREBAY

A 2-D Lattice Boltzmann Method (LBM) coupled with a Sub-Grid Stress (SGS) model is proposed and validated by flows around a non-submerged spur dike in a channel. And then the LBM-SGS model is further applied to flows in a pumping-station forebay. Shallow water equations are numerically solved by the LBM and the turbulence can be taken into account and modeled efficiently by the Large Eddy Simulation (LES) model. The bounce-back scheme of the non-equilibrium part of the distribution function is used at the inlet boundary, the normal gradient of the distribution function is set as zero at the outlet boundary and the bounce-back scheme is applied to the solid wall to ensure non-slip boundary conditions. Firstly, the model successfully predicts the flow characteristics around a spur dike, such as circulating flow, velocity and water depth distributions. The results are verified by the experimental data and compared to the results obtained by conventional Smagoringsky Model (SM) of LES. Finally, the LBM-SGS model is used to further predict the flow characteristics in a forebay, such as secondary flow and water level. The comparisons show that the model scheme has the capacity to simulate complex flows in shallow water with reasonable accuracy and reliability.     

黄河干流水生态系统结构特征沿程变化及其健康评价

根据2008年黄河干流刘家峡以下河段水生态调查资料,分析了黄河干流水生态系统理化性状和生物群落结构的沿程变化。参照20世纪50和80年代水生态调查资料,对比了黄河干流水生态系统几十年来的变化情况,并分析了变化的原因。通过建立黄河水生态系统健康评价指标,对黄河干流各河段的水生态系统健康状况进行了评价,揭示了黄河水生态系统的现实状况。研究结果表明:由于自然和人类活动影响的差异,黄河干流水生态系统结构特征沿程分布差异比较大;2008年黄河干流水生态状况与20世纪50、80年代相比,除底栖动物外,其它生物种类和数量均下降明显;黄河水生态系统健康状况不容乐观,干流大部分河段生态系统的结构和功能发生了较大的变化,部分生态功能丧失。     

黄河下游河道平衡输沙的沙量阈值研究

考虑黄河未来可能的水资源条件,以及生态保护、经济社会发展多目标对水量年内过程分布需求,根据黄河下游水沙资料、河道冲淤资料,采用实测资料分析、公式计算、数学模型模拟等多种方法研究了有利于黄河下游河流生态良性维持的平衡输沙的沙量阈值。未来进入黄河下游的年来水量为250亿m~3左右,实测资料分析和公式计算表明,未来较小的平衡输沙阈值为2.0～2.2亿t。数学模型计算在小浪底水库等现有工程联合调控作用下黄河下游平衡输沙的临界沙量为2.5亿t。中游古贤水库建成后和小浪底水库联合调度,可以进一步提高汛期的输沙效率,平衡输沙的沙量阈值可进一步提高。研究成果对黄河下游治理具有重要意义,可为黄河泥沙处置措施优化提供技术支撑。