砂卵石过渡段形成与演化研究进展与展望

砂卵石过渡段在天然河流中广泛存在,具有双峰型河床泥沙分布、中值粒径沿程快速细化、底坡突变等特征。目前,关于其形成机理的假说主要有泥沙颗粒磨蚀或破碎,推移质水力分选和悬移质沉降等,但尚未形成统一认识。砂卵石过渡段会因受到水文地貌、水利枢纽和支流水沙入汇等条件的影响而发生变化。本文从砂卵石过渡段特征、形成机理和演变规律三方面对相关研究成果进行梳理总结,并提出砂卵石过渡段今后的研究方向。     

长江上游卵石输移运动规律研究及数值模拟*

基于长江上游东溪口卵石滩段的物理模型,开展了典型系列年卵石输移特征的试验。根据不同水动力条件下卵石输移的实测数据,从动力机理出发确定砾石输移速度。以此为基础,改进了二维数值模型,并将其应用于东溪口河段卵石输移过程模拟。将计算的卵石输沙分布及泥沙冲淤过程与实测值进行对比,卵石走沙轨迹与河道内走沙基本吻合,模拟泥沙冲淤变化与该河段实测分布一致。说明改进后的平面二维卵石推移质运动模型能较为真实地反映河道内卵石输移特性,可为解决长江上游卵石河段泥沙问题与航道整治工程提供理论与数据支撑。     

长江上游卵石滩群平面形态及碍航特性*

川江以滩多、流急、水乱而闻名于世,部分滩险之间距离较近,滩险之间相互制约,整治存在相互联动效应,形成滩群,其中卵石滩群碍航特性最为复杂,整治难度非常大。通过对长江上游8个卵石滩群平面形态及以斗笠子—东溪口、神背嘴—叉鱼碛卵石滩群为代表的滩段之间关联特性的分析得到以下认识：卵石滩群一般位于连续弯道（急弯）,深槽连接段短、宽度变化大的“藕节状”分汊型河段;下游滩险整治易引起上滩险水位降低,比降增加,恶化上滩险的航道条件;上游滩险整治易改变来水来沙条件,影响下游滩险河床演变。对卵石滩群的整治应整体规划、设计,一次建成。     

螃蟹碛滩碍航特性及卵石沙波形态分析

根据螃蟹碛滩多年实测地形、水文资料和历年整治方案,分析螃蟹碛滩碍航特性及卵石沙波形态特征。分析表明:经过两次整治方案后,航道条件得到改善,但仍然存在水深较浅、卵石淤积的现象。螃蟹碛沙波运动剧烈且不规则,床面形态为沙垄。螃蟹碛卵石沙波使主河槽3.5m水深线多处平面形态突变,通航水流条件较差;螃蟹碛卵石沙波波峰波谷交替出现,变化不规则,波峰位置处的航槽水深很难达到3.5m,影响通航尺度。     

三峡库区卵石推移质观测方法

介绍了卵石推移质观测方法,分析了长江上游干流卵石推移质的输沙特性及其变化。分析表明:近一二十年来,长江上游干流卵石推移量减少了22%～58%,中数粒径D50细化了约0.005～0.013m,主要是河道采砂、水利工程拦砂所致。     

坝下沙卵石河床河工模型设计及应用

三峡水库蓄水运用后,坝下河道的水沙条件发生了重大变化,使坝下游沙卵石河段的河势演变规律发生变化。通过总结、分析实测资料及前人研究成果,针对坝下河段床沙组成特点,采用双层铺沙法进行物理模型试验研究,较好地复演了本河段河势变化,为开展坝下沙卵石浅滩治理研究提供了支撑。     

顺直过渡段卵石浅滩形成条件分析

长江上游河段分布众多卵石浅滩,大多数属于碍航浅滩,通过对卵石浅滩形成条件的分析,深入了解浅滩的碍航成因,为航道整治提供一定的理论基础。基于对卵石浅滩成因与演变的分析,从泥沙起动机理和卵石浅滩形成的基础出发,导出了顺直过渡段卵石浅滩形成可能性的比降和河道宽深比的范围区间。利用大量的野外实测资料和试验资料进行验证,结果表明卵石浅滩形成是在一定的比降或河宽范围内的,同时提出了相对应的上下限表达式。     

长江回水顶托对汉江兴隆至汉川水沙过程的影响

通过对汉江、长江口水位站的来水来沙资料的收集与分析,得出了长江不同时期水位变化情况对汉江来水、来沙过程的影响范围及程度。为兴隆至汉川段航道整治工程完善设计提供理论依据。     

口岸直水道治理思路和工程布置

口岸直水道是长江南京以下12.5 m深水航道二期工程重点整治河段之一。基于多年实测地形资料对口岸直水道的河床演变趋势等进行了深入分析,形成了口岸直水道12.5 m深水航道治理思路,提出了工程治理方案,并采用非均匀、不平衡输沙平面二维潮流泥沙数学模型对方案效果进行了计算分析。分析计算表明：口岸直水道河势总体稳定;落成洲左汊放宽段存在过渡段浅滩,过渡段浅滩航道条件随水文年过程的不同而存在好坏变化;鳗鱼沙心滩在不同水文年冲淤变化频繁,但受上游来沙大幅减少的影响,冲刷、萎缩是鳗鱼沙沙体变化的主要方向或趋势。该水道航道治理的基本思路应以稳定落成洲头部和鳗鱼沙心滩的守护工程为主,并配合丁、潜坝适当增加浅区的冲刷能力。通过工程措施可以达到12.5 m深水航道治理目标。     

斗笠子卵石沙波运动规律及对航道的影响

斗笠子卵石沙波尺度较大,该河段卵石输移与河床演变特性直接影响下游航道的滩险演变与航道稳定性。采用动床模型试验及实测资料分析的方法,得出斗笠子滩卵石沙波形态、运动规律及对航道的影响。结果表明:斗笠子卵石沙波形态为顺行沙垄,波峰和波谷不固定,运动规律表现出明显的不规则性;卵石沙波在涨水阶段运动剧烈,退水阶段运动平缓,运动规律在前人成果上修正得到;卵石沙波未发生于主航槽,且在进入下游东溪口航槽之前分解消失,对航道无明显影响。     

山区河流非恒定流航道沙卵石浅滩整治

为治理非恒定流条件下的沙卵石浅滩,通过对已建工程的调查研究、原型观测、物模试验,经分析后,提出了相应的整治原则、整治水位、平面设计及施工与维护技术措施。     

长江北支进口段演变特征及治理*

在历史演变分析的基础上,重点研究近年来长江北支进口段滩槽时空变化、成因和影响机制。利用数学模型,对进口段规划整治方案效果进行模拟研究。结果表明：受上游来水来沙条件变化、周边整治工程实施等综合影响,长江北支进口段拦门沙经历了舌状沙体→崇头暗沙→崇头沙的发展变化,北支进口入流条件恶化;沙体两侧深槽则呈现“十年河东、十年河西”交替变化的态势,目前主槽位于崇明侧,其走向与南支主流交角已达105°,主流流路极度弯曲。在北支中下段规划整治工程已实施的情况下,进口段的治理已成为北支兴衰的关键;北支进口段规划疏浚工程实施后,进口段流路有所归顺,北支分流比增加0.1%,工程实施有利于河势稳定,可达到治理目的。     

长江中游沙卵石河段枯水水位变化及其对通航的影响

三峡工程蓄水以来,长江中游宜昌至大埠街这一沙卵石河段的河床持续冲刷下切,枯水同流量下水位逐步下降。基于实测资料,对枯水水位变化的原因进行研究,并就枯水水位下降对通航条件的影响进行分析。认为:沙卵石河段内的河床冲刷下切是枯水同流量下水位下降的主要原因,但河床粗化在一定程度上减小了水位下降幅度;随着枯水水位的进一步下降,为确保葛洲坝船闸的正常运行,三峡工程枯水期调度压力将逐步增加,且局部卵石浅滩的碍航问题也会日益突出。     

三峡蓄水后宜昌至武汉段新水沙特性研究

文章采用Mann-Kendall非参数秩次检验法,分析宜昌站和汉口站来水来沙数据的变化趋势和突变情况,研究三峡工程蓄水运用后宜昌至武汉河段的新水沙特性。结果表明,三峡水库的运行调平了流量过程,使得枯水期缩短,中水期延长;三峡水库开始运用后,两站年输沙量和部分月份月输沙量发生突变,输沙量急剧减少;进入宜昌至武汉河段的泥沙大幅度减少,几乎可以认为是"清水"下泄;出库"清水"从沿程河床获取泥沙后不饱和度降低,输沙量得到一定程度恢复。     

煤矿瓦斯和煤尘的监测与控制

以虎山滩航道成功整治为例,论述了该浅滩河床演变特点、整治参数确定、整治原则及措施,卵石推移质动床模型设计及选沙,简要介绍了通过模型试验所获得的良好整治效果。     

山区河流卵石滩航道整治技术研究

以虎山滩航道成功整治为例,论述了该浅滩河床演变特点、整治参数确定、整治原则及措施,卵石推移质动床模型设计及选沙,简要介绍了通过模型试验所获得的良好整治效果。     

急弯浅卵石滩航道整治技术研究

以坝油滩航道成功整治为例,论述了该浅滩河床演变特点、整治参数确定、整治原则及措施,卵石推移质动床模型设计及选沙,简要介绍了通过模型试验所获得的良好整治效果。     

瑞丰沙变迁对长江口南港河床特征影响

根据长江口南港河段历史地形资料、1998年以来历年4次固定断面水深测量资料,分析瑞丰沙的形成、发育以及冲刷过程,重点分析近10余年来瑞丰沙变迁对南港河段河槽容积、过水断面面积及断面形态的影响。研究表明:1)近年来,瑞丰沙上段保持相对稳定的态势,下段逐渐消亡,这与人类工程及无序采砂密不可分;2)瑞丰沙的变迁,对南港河槽有重要影响,南港上游断面面积保持稳定,下游断面面积明显减小,河槽容积逐年增大,深槽淤浅,靠岸,都与瑞丰沙的变迁密不可分。3)应采取积极措施抑制不利影响。     

上石盘水电站闸坝地基处理设计方案比选

上石盘水电站工程闸坝坝基砂卵石层经采砂扰动,结构松散,承载力低。针对本工程地基特点,拟定了岩基建闸和对砂卵石层地基进行处理两种方式进行设计比选。结合下游消能防冲形式,通过方案布置,从地基处理方法的适用性和可靠性、施工条件以及工程投资等方面,综合比较论证后,选定闸坝地基处理方案为砂卵石层大开挖岩基建闸方案。     

砂肋软体排施工方法研究

本文结合新通海沙南通开发区上段岸线综合整治工程第四标段施工的实际情况,简要介绍砂肋软体排的施工方法。