河道平面二维泥沙数学模型

为了研究水库下游河道冲刷及由此而引起的对防洪、航运等造成的影响,本文给出了非均匀沙的平面二维动床数学模型,模型中考虑了悬移质不饱和输移、非均匀沙推移质输移及床沙级配的调整,利用ADI法对水流泥沙方程进行数值离散。利用该模型模拟了葛洲坝下游枝城至枝江河段涨水期淤积和落水期冲刷过程,冲淤量及冲淤部位跟实测值吻合较好。     

长江口南支河床近期冲淤演变机制*

利用1998年以来多期水下地形资料和两次水文测验资料,分析了长江口南支河床近期的冲淤变化,讨论了其演变的过程、特点和机制.结果表明,近10年,南支河床在总体保持稳定的同时,呈现出以下主要变化特点:1)白茆沙北水道进口段淤积,南水道冲刷发展;2)七丫口以下的南支主槽北冲南淤;3)下扁担沙南侧上冲下淤;4)新浏河沙包、新浏河沙和中央沙"三沙"沙头冲刷后退;5)河槽容积扩大等.上述演变特点具有内在紧密的联系,突出表现为河床冲淤自上而下的传递过程.北支泥沙倒灌是南支河床近期冲淤演变的主要驱动因子之一,而南支落潮水流优势和粉砂质河床边界条件,促使了主槽河床冲淤的自上而下传递.河槽容积的扩大则是河槽冲淤对流域来沙减小的响应结果.由于南支近期冲淤演变的内、外因子仍将存在,未来一段时间内,南支仍将延续近期的演变趋势.     

潮流泥沙模型冲淤时间比尺研究

物理模型试验中,由于模型缩尺效应及采用的模型沙与天然沙不一致,导致河床水流时间比尺与河床冲淤时间比尺不一致。因此,在潮流泥沙模型试验中针对不同的研究问题,需要选取不同的冲淤时间比尺。研究表明:以冲刷为主的模型,与以淤积为主的模型时间比尺存在差异;潮汐河段和径流河段冲淤时间比尺的确定存在差别,当河床演变受径潮流共同作用,时间比尺确定的依据根据水流造床作用来判断;风暴潮冲淤时间比尺,主要考虑其水流泥沙输移特性,一般采用冲淤时间比尺等于水流运动时间比尺,而含沙量比尺需作相应的调整。     

长江口一期治理工程局部地形冲淤的分析与控制

主要论述长江口深水航道治理工程从事预研和跟踪监测局部冲淤的研究机制及决策程序;长江口一期整治工程实施过程中局部地形冲淤的分析与控制;动态预控治理效果的决策过程,使实施整治工程时的河床冲淤调整向最有利航槽水深增加的方向发展。     

三峡工程对下游河道的影响及治理措施的初步研究

<正>1 前言 正在兴建的三峡工程.改变了下泄水沙条件及过程,水库运用初期排沙比仅为 30％,悬移质粒径变细,其中值粒径约为建库前的31％,这样坝下游河道水流挟沙能力远大于含沙量, 水流就要从河床中补充泥沙冲刷河床,并使床沙粗化;水库运用中后期,出库含沙量增加,粒径变粗, 并逐渐接近建库前, 而在冲刷已经平衡的河段上, 挟沙能力又小于含沙量, 悬移质就要回淤, 经过一段时间回淤后,河床与水流之间产生新的平衡。如此坝下游河道从冲刷回淤再到新的冲淤平衡过程, 势必引起水位降落及河势的调整, 给航道、港口的运用带来新的问题。     

长江口拦门沙河段航道回淤的水流动力环境*

对长江口拦门沙河段航道回淤的水流动力环境进行了研究,结果表明：1）长江口拦门沙河段的水流动力是引起北槽深水航道冲刷的基本动力,在长江口12.5 m深水航道贯通后,航槽内的水流冲刷能力沿程普遍增强;2）径流变化与北槽深水航道回淤无明显关系;3）在长江口拦门沙河段,水流是一种相对稳定的周期性变化动力,洪枯季无明显差别;4）天然情况下长江口拦门沙河段的河床时刻处于一种动态平衡中,决定这种平衡关系的是水流和波浪两种动力,当仅有水流动力作用时,长江口拦门沙河段的河床形态就不再处于平衡状态,主槽将往冲深方向发展。     

枢纽下游近坝段不同类型河段的再造床过程及其对航道条件的影响

枢纽蓄水运用改变了坝下河段的水沙条件,其中径流过程的变化,改变了不同流量级水流的水动力条件和造床能力,输沙量的改变.是引发坝下游河床调整的关键.根据三峡和丹江口下游近坝河段实测资料,分析了相对窄深.低水分汊、两岸约束很强,以及低水分汊、两岸约束很弱等3种类型河段在蓄水以后冲淤调整特点,在此基础上分析了其冲淤变化对航道条件的影响.结果表明:当河段相对窄深时,河段冲刷主要为下切;当河段为相对宽浅的低水分汊河段且河岸约束较强时,蓄水以后的冲淤变化主要体现为江心洲潍的冲淤调整、汊道深泓高程差的冲淤调整,并引起主支汊分流比的调整:当河段为较为宽浅的低水分汊河段且河岸约束相对较弱时,则冲刷调整不仅限于分流比的调整,甚至会导致大的分汊格局的调整.无论如何调整,都有可能引起新的航道问题.     

新干枢纽下游河床冲淤及航道条件变化计算

根据赣江流域规划,在赣江下游三湖镇河段规划兴建新干航电枢纽,枢纽建成后坝下游的河床冲淤及水位变化需要进行预测研究。建立了坝址至南昌118 km长河段的一维水沙数学模型,计算了拟建新干枢纽坝下河道河床下切与水位下降情况。结果表明:在现状河道条件下,经过6~7个水文年河床调整后,枢纽下游河段河床冲淤接近平衡;经过10个水文年作用后,新干枢纽坝址下游附近河段河床最大冲刷深度为1.76 m,坝址下游附近水位最大下降值为1.56 m。分析了河床调整后坝址至南昌河段航道条件的变化。     

三峡水库蓄水后关洲水道河床演变特征及航道条件变化

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整。基于关洲水道三峡蓄水后2003—2013年原型观测资料,分析蓄水后该水道河床的冲淤变化情况。结果表明:该水道在三峡蓄水后总体处于冲刷态势,尤以左汊冲刷明显,这对该水道两汊分流产生较大影响,进而影响主航道条件,同时进一步恶化下游芦家河水道进口航道条件。在此基础上,对本水道航道条件变化趋势进行预测,认为目前比较优良的航道条件在自然作用下存在恶化的可能,为本水道航道治理思路的形成和工程设计提供参考。     

湘江长沙综合枢纽工程坝区河段河床变形预报试验研究

文章基于全沙动床物理模型,对湘江长沙综合枢纽坝区河段河床变形情况进行模型试验研究。在模型河床变形验证相似的基础上,对枢纽正常运行初期中水中沙典型年以及丰水丰沙典型年坝区河床变形进行预报。研究表明枢纽建成正常运行后,中水年与丰水年坝区河段河床冲淤变化规律相似,但变化幅度要小。坝上河床冲淤相间,总体稍有淤积;坝下近坝段冲刷深度较大,冲刷的泥沙主要在下游附近河床淤积,随着枢纽运行时间的延长,该段河床的淤沙逐渐向下游输移。     

长江下游牧鹅洲水道河床演变特征及航道条件分析

随着三峡水库持续运行,下游河段造床规律较以往有所变化,河床进行冲淤调整。基于牧鹅洲洲水道三峡蓄水后2003—2016年原型观测资料,分析蓄水后该水道河床的冲淤变化情况。结果表明,该水道呈中高滩冲刷、低滩淤积、河槽有冲有淤的态势,这可能给本水道自身较好的航道边界条件带来不利影响,同时极可能影响下游湖广水道进流条件。在此基础上,对本水道航道条件变化趋势进行预测,认为目前比较优良的航道条件在自然作用下可能向不利方向发展,为本水道航道治理思路的形成和工程设计提供参考。     

长江老海坝段近期河道演变及其影响因素分析

近年来受三峡蓄水及河道整治工程影响,长江下游部分河道边界及水沙条件发生了显著变化,特别是老海坝河段年内冲淤演变剧烈,对河道防洪、航运及岸线利用产生影响。本文采用近15年的地形实测资料,探讨老海坝险工段河床演变特征,并对其影响因素开展研究。结果表明：1)老海坝河段平面变化较小,南岸附近-10、-30 m等深线基本稳定,-50 m深槽范围有所扩大;2)河道横断面形态横向变化小,纵向变化大,呈现向窄深方向发展的趋势;3)老海坝抛石护岸工程的实施,改变不同等深线区间内河床的冲淤变化幅度,加剧了深槽冲淤幅度,其中岸坡附近冲淤变化相对较小,深槽冲淤幅度较大,九龙港—十一圩港段冲淤演变最为剧烈;4)老海坝段-30 m以下深槽冲淤量与上游大通站造床流量呈负相关,同时受河道地质边界条件影响,在弯道水流离心力作用下,河床仍将长期处于被冲刷状态。研究成果可为河势急剧变化区的河道演变及岸坡防护提供参考依据。     

三峡蓄水后芦家河河段演变分析

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整.基于芦家河河段三峡蓄水后2003-2008年原型观测资料,分析了蓄水后该河段的冲淤变化情况.结果表明该河段在三峡蓄水后总体处于冲刷状态,石泓较之沙泓冲刷严重,碛坝尾部大范围冲刷,这对河段沙石泓分流比产生较大影响,进而影响航道.本河段有些部位抗冲刷能力强,冲刷下切并不明显,这可作为宜昌枯水位在三峡水库蓄水运用后没有大幅度下降的因素之一.     

倒运海水道近年河床演变分析

基于两套水深地形测图,从河势、冲淤分布图、冲淤量方面对倒运海水道的河床演变进行了分析。2015年2月至2017年6月,水道河势较为稳定,深槽水深基本在4m以上,河床冲淤量与冲淤面积总体平衡,河床演变主要为水砂动力条件下的自然演变。结论可供航道整治与港口码头建设参考。     

黄河上游李家峡水库变动回水区航道整治试验研究

黄河上游李家峡水库变动回水区河段属宽浅型散乱河滩,河床冲淤多变,航槽极不稳定。根据该河段回水后的水流条件变化及河床演变规律,选取中汊左、右槽进行航道整治,采用定床模型和动床模型两种试验方法对工程后的整治效果进行对比、分析,推荐优化方案。     

湘江某河段航道整治的研究

本文通过对湘江某河段原型测量资料的整理和定、动床模型试验,对该河段河道基本特性、河床冲淤规律及沙质推移质运行特点进行了研究;提出了单一和分汉河段沙卵石浅滩的整治原则和工程措施,通过模型试验获得了最佳整治方案。     

三峡蓄水后芦家河水道沙泓进口浅滩演变特征及其对航道条件的影响

三峡水库蓄水运用后,下游河段发生河流再造床过程,河床进行冲淤调整。基于芦家河水道三峡蓄水后2003—2013年原型观测资料,分析蓄水后该水道沙泓进口浅滩以及航道条件的变化情况,提出进口浅滩发展机理以及对航道条件的影响规律。在此基础上,对进口浅滩和本水道航道条件变化趋势进行预测:认为进口航道条件在自然作用下仍有进一步衰退的可能,为本水道航道治理思路的形成和方案设计提供参考。     

透水框架群促淤护滩效果I：平面布置形式

在长江航道整治工程实践中,透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面,而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外,透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验,研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性,提出了透水框架群护滩效果的衡量指标,并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果,提出了冲刷条件下,透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

透水框架群促淤护滩效果Ⅰ:平面布置形式

在长江航道整治工程实践中,透水框架群的促淤护滩效果得到了很好的证实。已有研究成果均集中在透水框架群及其周围水流特性和床面冲淤特征方面,而透水框架群护滩效果的衡量指标尚未见文献报导;此外,透水框架群不同平面布置形式对河床冲淤特征的影响远不清楚。通过概化水槽模型试验,研究了冲刷条件下透水框架群守护心滩的河床冲淤特性,提出了透水框架群护滩效果的衡量指标,并对比分析了透水框架群多种平面布置形式的冲淤特性和促淤保沙效果,提出了冲刷条件下,透水框架群护心滩的平面布置设计原则。     

河床变形计算方法的研究及其工程应用

根据泥沙交换原理,对河床变形计算方法进行了若干改进。采用有限体积法(SIMPLEC程式)对拟合坐标系下的水沙基本控制方程进行了离散,在求解过程中采用了欠松弛技术和逐线迭代法。在北盘江坝油滩河道中对水位、水流流速以及河床冲淤等进行了验证计算及分析。数值实验表明,该模型能正确地模拟天然河道水流以及河床的冲刷、淤积过程。